DE1589847A1 - Semiconductor rectifier arrangement - Google Patents

Semiconductor rectifier arrangement

Info

Publication number
DE1589847A1
DE1589847A1 DE19671589847 DE1589847A DE1589847A1 DE 1589847 A1 DE1589847 A1 DE 1589847A1 DE 19671589847 DE19671589847 DE 19671589847 DE 1589847 A DE1589847 A DE 1589847A DE 1589847 A1 DE1589847 A1 DE 1589847A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
semiconductor
stamps
metal
copper
arrangement according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19671589847
Other languages
German (de)
Other versions
DE1589847B2 (en
Inventor
Sias Frederick Ralph
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE1589847A1 publication Critical patent/DE1589847A1/en
Publication of DE1589847B2 publication Critical patent/DE1589847B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/10Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers
    • H01L25/11Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/112Mixed assemblies
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/40Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs
    • H01L23/4006Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs with bolts or screws
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/467Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing gases, e.g. air
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/095Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00 with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials provided in the groups H01L2924/013 - H01L2924/0715
    • H01L2924/097Glass-ceramics, e.g. devitrified glass
    • H01L2924/09701Low temperature co-fired ceramic [LTCC]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Die Bonding (AREA)

Description

PatentanwaltPatent attorney

Fiankfuri/Main-lFiankfuri / Main-l

Fazksiraße 13Fazksiraße 13

52825282

General Electric Company,Schenectady N.Y./USAGeneral Electric Company, Schenectady N.Y./USA

HalbleitergleichrichteranordnungSemiconductor rectifier arrangement

Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitergleichrichteranordnung mit einer Anzahl von für hohe Ströme geeigneten Halbleiterbauelementen, die alle mittels einer gemeinsamen Einspanneinrichtung unter Druck gehaltert sind.The invention relates to a semiconductor rectifier arrangement with a number of semiconductor components suitable for high currents, all of which by means of a common Clamping device are held under pressure.

Es sind bisher verschiedene Verfahren zum Zusammenbauen großflächiger^ für hohe Ströme geeigneter Halbleitergleichrichter unter hohem Druck vorgeschlagen worden. Bei einer bekannten Anordnung wird der erforderliche Druck mit Hilfe von federn erhalten, die innerhalb des hermetisch verschlossenen Gehäuses angeordnet sind, das jedes Halbleiterbauelement umgibt. Diese Technik bereitet jedoch unerwünschte Schwierigkeiten bezüglich einer wirkungsvollen Kühlung des Halbleiterbauelementes und bezüglich des Zusammenbaus einer Vielzahl von Halbleiterbauelementen zu einer gemeinsamen Anordnung. Gemäß eines anderen Verfahrens kann das Halbleiterbauelement auch zwischen massiven, elektrisch leitenden Kühlkörpern eingespannt werden, die mittels zweier oder mehrerer Verbindungsbolzen zusammengeklemmt werden, die zum Verbinden von Flanschen an den Kühlkörpern vorgesehen sind. Durch diese Technik ergeben sich jedoch unerwünschte Schwierigkeiten beim ParalleTverbinden von Halbleiterbauelementen und bezüglich einer über die gesamte Fläche jedes Halbleiterbauelementes gleiohaäßigen Druckverteilung.There have been various methods of assembling large-area semiconductor rectifiers suitable for high currents has been proposed under high pressure. In a known arrangement, the required pressure is with the help obtained from springs disposed within the hermetically sealed housing that each semiconductor device surrounds. However, this technique presents undesirable difficulties in terms of effective cooling of the Semiconductor component and with respect to the assembly of a plurality of semiconductor components to form a common Arrangement. According to another method, the semiconductor component can also be clamped between massive, electrically conductive heat sinks, which by means of two or several connecting bolts are clamped together, which are provided for connecting flanges on the heat sinks are. However, this technique creates undesirable difficulties in connecting semiconductor devices in parallel and over the entire area every semiconductor component uniform pressure distribution.

109 8 08/Π Α 82109 8 08 / Π Α 82

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die zum Herstellen des Druckes notwendigen Einspannvorrichtungen bei Halbleitergleichrichteranordnungen für hohe Ströme zu verbessern, die die Nachteile der bekannten Vorrichtungen nicht aufweisen. Mit den verbesserten Einspannvorrichtungen sollen viele einzelne Halbleitergleichrichter fest und gleichförmig zwischen Druckkörpern eingespannt werden, die sowohl gute elektrische als auch gute thermische Leiter sind. Die sich mit Hilfe der verbesserten Einspannvorrichtungen ergebende Halbleitergleichrichteranordnung soll außerdem billig und einfach konstruiert sein, so daß ausgefallene Halbleiterbauelemente leicht entfernt und ersetzt werden können. Die Halbleitergleichrichteranordnung soll schließlich vielseitig und flexibel sein, und die Srundbauelemente sollen dazu verwendet werden können, ein oder mehrere Halbleitergefäße an möglichst viele Verwendungszwecke anzupassen, so daß mit nahezu denselben Standardteilen und -bauelementen viele verschiedene Schaltungsanordnungen verwirklicht werden können.The invention is therefore based on the object that for Creation of the necessary clamping devices for semiconductor rectifier arrangements for high currents to improve, which do not have the disadvantages of the known devices. With the improved jigs many individual semiconductor rectifiers are to be clamped firmly and uniformly between pressure bodies, which both are good electrical conductors as well as good thermal conductors. The one resulting from the improved jigs Semiconductor rectifier arrangement should also be constructed cheaply and simply, so that fancy Semiconductor components can be easily removed and replaced. The semiconductor rectifier arrangement should finally be versatile and flexible, and the basic components should be able to be used for one or more semiconductor vessels adapt to as many uses as possible, so that with almost the same standard parts and components many different circuit arrangements can be implemented.

Die erfindungsgemäße Halbleitergleichrichteranordnung besitzt beispielsweise die folgenden Eigenschaften:The semiconductor rectifier arrangement according to the invention has for example the following properties:

1. Eine Hochstromdiode, die vier Halbleitergefäße in Parallelschaltung enthält, wird bei Druckluftkühlung mit 2500 i (mittlerer Strom in Vorwärtsrichtung) und 220 V (Spitzenspannung in Rückwärtsrichtung) betrieben.1. A high-current diode, the four semiconductor vessels in Parallel connection is used for compressed air cooling with 2500 i (mean current in forward direction) and 220 V. (Peak voltage in reverse direction) operated.

2. Ein HochspannungsthyrJstor mit zwei Halbleitergefäßen2. A high-voltage thyristor with two semiconductor vessels

ο
in Serienschaltung kann mit 4-20 A (mittlerer Strom in Vorwärtsrichtung) und 3600 V (Spitzenspannung in Rückwärtsrichtung) betrieben werden.
ο
in series connection it can be operated with 4-20 A (average current in forward direction) and 3600 V (peak voltage in reverse direction).

109808/0482109808/0482

3. Ein wassergekühlter Wechselstromschalter mit zwei invers-parallel geschalteten Halbleitergefäßen wird bei 1200 i (mittlerer Strom in Vorwärtsrichtung) und 1800 V (Spitzenspannung in Rückwärtsrichtung) betrieben.3. A water-cooled AC switch with two inverse-parallel connected semiconductor vessels is used in 1200 i (mean current in forward direction) and 1800 V (peak voltage in reverse direction).

Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind drei (oder mehrere) Sätze von axial zueinander ausgerichteten, beabstandeten Metallstempeln vorgesehen, die in einem symmetrischen Muster angeordnet sind, wobei ihre Achsen parallel zueinander liegen. Die Stempel mindestens eines der Sätze bestehen aus Kupfer oder einem äquivalenten Metall. Ein großflächiger für hohe Ströme geeigneter Halbleitergleichrichter ist aechanisch zwischen und elektrisch in Serie mit diesen Stempeln angeordnet. Zwischen den entsprechenden Stempeln aller anderen Sätze sind Verbindungsglieder vorgesehen, die je nach Bedarf entweder aus isolierenden Distanzstücken oder aus zusätzlichen Halbleiterbauelementen bestehen können. Um zwischen den Kupferstempeln und dem Halbleiterbauelement zwischen diesen einen guten thermischen und elektrischen Kontakt zu erhalten, werden alle Stempel mittels eines einzigen auf Zug beanspruchten Bauteils, dessen Längsachse parallel zu den Achsen der drei Sätze von Stempeln verläuft und symmetrisch zu diesen in der Mitte liegt, in axialer Richtung zusammengedrückt. Die beiden Enden des auf Zug beanspruchten Bauteils sind mechanisch mit den entsprechenden Stempeln jedes Satzes verbunden, wobei ein Kurzschließen der Kupferstempel über den auf Zug beanspruchten Bauteil mit Hilfe von Isolierkörpern vermieden wird.In one embodiment of the invention, three (or multiple) sets of axially aligned, spaced metal punches are provided, which are arranged in a symmetrical Patterns are arranged with their axes parallel to each other. The stamps consist of at least one of the sentences made of copper or an equivalent metal. A large-area semiconductor rectifier suitable for high currents is aechanically arranged between and electrically in series with these punches. Between the corresponding stamps all other sets have connecting links made up of either insulating spacers as required or can consist of additional semiconductor components. To get between the copper stamps and the Semiconductor component to get a good thermal and electrical contact between these, all stamps by means of a single component subject to tension, the longitudinal axis of which is parallel to the axes of the three Sets of punches runs and lies symmetrically to these in the middle, compressed in the axial direction. The two ends of the tensile component are mechanically attached to the corresponding punches each Set connected, with a short-circuiting of the copper stamp on the component subject to tensile stress The help of insulating bodies is avoided.

Diese Grundanordnung kann auf verschiedene Weise weiter ausgestaltet werden. Zum Anschließen des HalbleitergefäßesThis basic arrangement can be further developed in various ways. For connecting the semiconductor vessel

109808/CK82109808 / CK82

an eine elektrische Schaltung ist beispielsweise an den Kupferstempeln Anschlußklemmen befestigt, die auch zum mechanischen Befestigen der Anordnung verwendet werden können. Zur Steigerung der Kühlung der Halbleiterbauelemente können die Kupferstempel mit Einrichtungen zur Wärmeableitung, z.B. mit einer Vielzahl von beabstandeten Kühlrippen au» Metall, ausgerüstet sein.to an electrical circuit, for example, terminals are attached to the copper stamps, which are also used for mechanical fastening of the assembly can be used. To increase the cooling of the semiconductor components can use the copper stamps with facilities for Heat dissipation, e.g. with a large number of spaced apart metal cooling fins.

Das Halbleiterbauelement enthält vorzugsweise einen großflächigen Halbleiterkörper (Silicium) zwischen zwei ebenen Elektroden, die an entgegengesetzten Seiten eines hermetisch abgedichteten Gehäuses angeordnet sind und mit den angrenzenden Kupferstempeln in Berührung stehen. Hierzu sind die einander zugewandten Enden der Kupferstempel mit angepaßten, ebenen, parallelen Berührungsflächen versehen. Aufgrund des Axialdrucks, der mit Hilfe der erwähnten Einspannvorrichtung auf die Kupferstempel ausgeübt wird, sind die Elektroden des Halbleiterbauelementes unter hohem Druck zwischen diesen Berührungsflächen eingespannt. Der erforderliche Axialdruck kann am besten mit Hilfe einer Einrichtung auf die Kupferstempel übertragen werden, die mindestens eine Tellerfeder enthält, die zwischen einem Ende des auf Zug beanspruchten Bautdls und einem entsprechenden Ende eines der Stempel jedes der drei Sätze angeordnet ist. Um eine gleichgroße und gleichförmige Verteilung des Kontaktdruckes zu fördern, wird eine Tellerfeder verwendet, deren Krone en dem einen Ende des auf Zug beanspruchten Bauteils befestigt ist und deren Rend über atm axialen Hittelpunkt der entsprechenden Sätze von Stempeln liegt.The semiconductor component preferably contains a large-area semiconductor body (silicon) between two flat electrodes which are arranged on opposite sides of a hermetically sealed housing and are in contact with the adjacent copper stamps. For this purpose, the ends of the copper stamps facing one another are provided with adapted, flat, parallel contact surfaces. Due to the axial pressure that is exerted on the copper stamp with the aid of the aforementioned clamping device, the electrodes of the semiconductor component are clamped under high pressure between these contact surfaces. The required axial pressure can best be transmitted to the copper punches by means of a device which includes at least one disc spring positioned between one end of the tensile component and a corresponding end of one of the punches of each of the three sets. In order to promote an even and uniform distribution of the contact pressure, a disc spring is used, the crown of which is attached to one end of the component subject to tensile stress and the end of which lies above the atmospheric center point of the corresponding sets of punches.

109808/048?109808/048?

Die beschriebene Anordnung besitzt eine Vielzahl von Vorteilen. Mit dem einen auf Zug beanspruchten Bauteil, der in der Mitte zwischen mehreren parallelen Sätzen von Stempeln angeordnet ist, wird auf die Sätze ein gleichförmiger Axialdruck übertragen, ohne daß eine komplizierte oder genaue Einstellung notwendig ist. Die Tellerfeder ermöglicht es, daß der auf jeden Satz der Kupferstempel übertragene Druck bezüglich den ebenen, parallelen Berührungsflächen an deren entgegengesetzten Enden zentriert ist, wodurch eine ungleichförmige oder exzentrische Einspannung des Halbleiterbauelementes zwischen diesen Berührungsflächen vermieden oder zumindest stark reduziert wird. Obwohl die Anordnung relativ einfach herzustellen ist, ist sie mechanisch unempfindlich und stabil, so daß ein gleichförmiger, unveränderbar hoher Druck auf das Halbleiterbauelement ausgeübt wird, auch wenn die Anordnung grob behandelt, in Querrichtung beansprucht oder extremen Temperaturschwankungen ausgesetzt wird. Das Obertragen eines gleichförmigen, hohen Kontaktdrucke auf nahezu die gesamte Fläohe des Halbleiterkörpers ist von äußerster Bedeutung, wenn man durch die einzelnen Halbleiterbauelemente höchste Ströme leiten will. The arrangement described has a number of advantages. With the one component subject to tensile stress, which is arranged in the middle between several parallel sets of punches, a uniform axial pressure is transmitted to the sets without a complicated or precise adjustment being necessary. The plate spring enables the pressure transmitted to each set of copper dies to be centered with respect to the flat, parallel contact surfaces at their opposite ends, thereby avoiding or at least greatly reducing non-uniform or eccentric clamping of the semiconductor component between these contact surfaces. Although the arrangement is relatively simple to manufacture, it is mechanically insensitive and stable, so that a uniform, invariably high pressure is exerted on the semiconductor component, even if the arrangement is roughly treated, stressed in the transverse direction or exposed to extreme temperature fluctuations. The transfer of a uniform, high contact pressure to almost the entire surface of the semiconductor body is of the utmost importance if one wants to conduct the highest currents through the individual semiconductor components.

Aufgrund der zusätzlichen Einrichtung zur Wärmeableitung, die an jedem Kupferstempel vorgesehen ist, kann jedes einseine Halbleiterbauelement einen höheren Strom führen. Wean noch höhere Ström· erwünscht sind, dann können mehrere gleichartige. Halbleiterbauelement· innerhalb der gleichen Anordnung parallel geschaltet werden («in Halbleiterbauelement pro Satz von Kupierstempeln). Zwei prall·! geschaltete Thyristoren können Because of the additional heat dissipation device provided on each copper stamp, each one of its semiconductor components can carry a higher current. If even higher currents are desired, then several of the same type can be used. Semiconductor component · be connected in parallel within the same arrangement («in semiconductor component per set of cropping dies). Two bulging! switched thyristors can

10H08/Ö48210H08 / Ö482

auch invers gepolt werden, so daß ein Wechselstromschalter entsteht. Weiterhin können innerhalb einer Anordnung auch zwei oder mehrere, in Serie geschaltete Halbleiterbauelemente untergebracht werden, indem man mindestens einen weiteren Kupferstempel vorsieht, der bezüglich den Kupferstempeln eines der Sätze beabstandet und axial ausgerichtet ist. Hit Hilfe einer solchen Ausführungsform können die Betriebsspannungen der Anordnung erhöht oder andere Halbleiterbauelemente in verschiedener Weise kombiniert werden.can also be polarized inversely, making an alternating current switch arises. Furthermore, two or more semiconductor components connected in series can also be used within an arrangement can be accommodated by providing at least one additional copper stamp that relates to the copper stamps one of the sets is spaced and axially aligned. Hit the help of such an embodiment Operating voltages of the arrangement increased or other semiconductor components can be combined in different ways.

Die Erfindung wird nun auch anhand der beiliegenden Abbildungen ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur Lösung der Aufgabe imjSinne der Erfindung beitragen können und mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen werden.The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, all of which are taken from the description and FIG Contribute the figures emerging details or features to solve the problem in the sense of the invention can be included in the application with the will to be patented.

Die Pig. 1 ist eine Draufsicht auf eine Halbleitergleichrichteranordnung nach der Erfindung.The Pig. 1 is a plan view of a semiconductor rectifier assembly according to the invention.

Die fig. 1a ist eine schemitische Darstellung der Anordnung nach der Tig. 1, die sowohl elektrische als auch mechanische Einzelheiten zeigt.The fig. 1a is a schematic representation of the arrangement after the Tig. 1, both electrical and mechanical Details shows.

Die Pig. 2 ist ein Schnitt länge der Linie 2-2 der Pig. 1.The Pig. Figure 2 is a section length along line 2-2 of Pig. 1.

Die Pig. 3 ist eine Seitenansicht der in der Fig· 1 gezeigttn Anordnung· The Pig. Figure 3 is a side view of the assembly shown in Figure 1 .

Die Pig. 4 ist eine Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung mit zwei in Serie geschalteten Halbleiterbauelementen.The Pig. Figure 4 is a side view of another embodiment of the invention with two in series Semiconductor components.

Die Pig. 4a ist eine schematische Darstellung der Anordnung nach der Fig. 4, in der sowohl elektrische als auch mechanische Einzelheiten gezeigt sind.The Pig. 4a is a schematic representation of the arrangement of FIG. 4, in which both electrical and mechanical Details are shown.

Die Pig. 5 ist eine Draufsicht auf eine dritte AusführungsfoEm der Erfindung mit vier parallel geschalteten Halbleiterbauelementen. The Pig. Fig. 5 is a plan view of a third embodiment of the invention with four semiconductor components connected in parallel.

Die Pig. 5a ist eine schematische Darstellung der Anordnung nach der Fig. 5, in der sowohl elektrische als auch mechanische Einzelheiten gezeigt sind.The Pig. Figure 5a is a schematic representation of the arrangement according to Fig. 5, in which both electrical and mechanical details are shown.

Die Pig. 6 ist ein Schnitt längs der Linie 6-6 der Pig. 5.The Pig. Figure 6 is a section along line 6-6 of Pig. 5.

Die Pig. 7 ist eine Draufsicht auf ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei zwei invers-parallel geschaltete Halbleitergefäße in einer gemeinsamen wassergekühlten Anordnung untergebracht sind.The Pig. 7 is a top view of a fourth embodiment of the invention, with two inversely connected in parallel Semiconductor vessels are housed in a common water-cooled arrangement.

Die Pig. 7a ist eine schematische Darstellung der in der Pig· 7 gezeigten Anordnung, wobei sowohl elektrische als auch mechanische Einzelheiten gezeigt sind.The Pig. 7a is a schematic representation of that in FIG Pig x 7, showing both electrical and mechanical details.

Die Pig. 8 ist ein Teilschnitt längs der Linie 8-8 der Pig. 7.The Pig. Figure 8 is a partial section along line 8-8 of Pig. 7th

Die Pig. 9 ist eine Seitenansicht der in der Pig. 7 dargestellten Anordnung.The Pig. Figure 9 is a side view of that in the Pig. 7 arrangement shown.

109808/0482109808/0482

Die Pig. 10a-10e sind schematische Darstellungen verschiedener anderer Ausführungsformen der Erfindung, wobei sowohl elektrische als auch mechanische Einzelheiten gezeigt sind.The Pig. 10a-10e are schematic representations of various other embodiments of the invention, wherein both electrical as well as mechanical details are shown.

Im folgenden wird zunächst die in den Pig. 1,1a,2 und 3 dargestellte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Bei dieser Anordnung ist nur ein Halbleitergleichrichter für hohe Ströme vorgesehen. Das in der Fig. 2 im Schnitt dargestellte Halbleiterbauelement 11 enthält einen scheibenförmigen Halbleiterkörper 12 zwischen den ebenen Grundflächen 13 und 14 zweier tassenförmiger Elektroden, deren Ränder an den beiden Enden einer Keramikhülse 15 befestigt sind, so daß ein hermetisch abgedichtetes Gehäuse für den Halbleiterkörper 12 entsteht. Die Seitenwände der tassenförmigen Elektroden bestehen aus einem duktilen Metall, z.B. Kupfer. Die Grundflächen 13 und 14 dienen als Hauptelektroden des Halbleitergefäßes, die im folgenden mit Anode bzw. Katode bezeichnet sind. Der scheibenförmige Halbleiterkörper 12 enthält eine dünne, relativ großflächige Scheibe aus Halbleitermaterial, z.B. Silicium, mit Metallflächen, die vorzugsweise äußerst eben und parallel zueinander sind. Der Durchmesser einer Halbleiterscheibe beträgt z.B. 31»8 mm (1,5 Zoll). Der Durchmesser der tassenförmigen Elektroden des Halbleiterbauelementes ist etwa gleichgroß. Im Halbleiterkörper 12 ist mindestens ein gleichrichtender PN-Übergang ausgebildet, der parallel zu den Endflächen liegt. Das in den Pig. 1-3 dargestellte Halbleiterbauelement ist ein Thyristor (steuerbarer Gleichrichter), dessen Halbleiterkörper vier Zonen aus abwechselnd P- und N-leitendem Silicium besitzt, von denenIn the following, the information in the Pig. 1,1a, 2 and 3 illustrated embodiment of the invention described. In this arrangement, only one semiconductor rectifier for high currents is provided. That in Fig. 2 in section The illustrated semiconductor component 11 contains a disk-shaped semiconductor body 12 between the flat base surfaces 13 and 14 of two cup-shaped electrodes whose Edges are attached to the two ends of a ceramic sleeve 15, so that a hermetically sealed housing for the Semiconductor body 12 is created. The side walls of the cup-shaped electrodes are made of a ductile metal, e.g. copper. The bases 13 and 14 serve as main electrodes of the semiconductor vessel, which are referred to below as anode or cathode. The disc-shaped one Semiconductor body 12 contains a thin, relatively large-area slice of semiconductor material, e.g. silicon, with metal surfaces that are preferably extremely flat and parallel to each other. The diameter of a semiconductor wafer is, for example, 31 »8 mm (1.5 inches). The diameter of the cup-shaped The electrodes of the semiconductor component are approximately the same size. In the semiconductor body 12 is at least one Rectifying PN junction formed, which is parallel to the end faces. That in the pig. 1-3 shown Semiconductor component is a thyristor (controllable rectifier), the semiconductor body of which consists of four zones alternately P- and N-type silicon, of which

109808/0482109808/0482

die eine an ihrem Rand eine Steuerelektrode aufweist. Zum Anschluß einer äußeren Zuleitung an diese Steuerelektrode enthält die Keramikhülse 15 eine ringförmige Anschlußklemme 16.one of which has a control electrode at its edge. For connecting an external lead to this control electrode the ceramic sleeve 15 includes an annular connecting terminal 16.

Bas Halbleiterbauelement 11 liegt mechanisch zwischen und elektrisch in Serie mit zwei ausgerichteten Druckkörpern oder Stempeln 20 und 21, die sowohl als elektrische Bas semiconductor component 11 is mechanically between and electrically in series with two aligned pressure bodies or stamps 20 and 21, both as electrical

s Is
.Leiter auch sls Wärmeleiter dienen und daher aus einem 1IOcIiIe it end en Metall, vorzugsweise Kupfer, bestehen. Sie besitzen eine runde Querschnittsfläche, deren Durchmesser normalerweise großer als der Durchmesser der Halbleiterscheibe 12 ist» Die einander gegenüberliegenden Endabsoiini'tte dieser Kupferstempel sind abgeschrägt» so daß sie in die taseenförmigen Elektroden des Kaltleiterbau- slemenles 11 passen. Ihre Enden sind als ebene Kontaktflächen 22 "bijw. 23 ausgebildet« Die einander zugewandten Kontakt fläche« 22 und 2p liegen senkrecht z\w gemeinsamen Längsachse oder Mittellinie 24 der Kupferetempel 20 und 21 und im wesentlichen parallel zu den äußeren Kontaktflachen der Anode 13 und der Katode 14, mit denen sie in Berührung stehen. Außerdem sind sie im wesentlichen der Form dieser äußeren Kontaktflächen angepaßt. Infolgedessen bilden die Kontaktfläche 22 und die Anode 13 sowie die Kontaktfläche 23 und die Katode 14 großflächige Kontakte.
s Is
.Leiter serve also sls thermal conductor, and therefore it from a 1 IOcIiIe end en metal, preferably copper. They have a round cross-sectional area, the diameter usually large than the diameter of the wafer 12 »The opposing Endab soiini'tte this copper temples are" beveled so that they slemenles in the taseenförmigen electrodes of Kaltleiterbau- fit. 11 Their ends are bijw as planar contact surfaces 22 '. 23 formed "The facing contact surface" 22 and 2p are perpendicular z \ w common longitudinal axis or centerline 24 of the Kupferetempel 20 and 21 and substantially parallel to the outer contact surfaces of the anode 13 and the cathode 14, with which they are in contact. Moreover, they are adapted substantially to the shape of the outer contact areas. As a result, form the contact surface 22 and the anode 13 and the contact surface 23 and the cathode 14 large-scale contacts.

Sie Anode und Katode des Halbleiterbauelementea 11 und die entsprechenden Kupferstempel 20 und 21 sind dadurch elektrisch gekoppelt, daß die sich berührenden Kontaktτ flächen unter hohem Druck zusammengepreßt sind. Dies wird dadurch erreicht, daß die Kupferstempel in axialer Richtung zusammengedrückt werden. Kein Lot- oder anderes Mittel The anode and cathode of the semiconductor components 11 and the corresponding copper stamps 20 and 21 are electrically coupled in that the contacting surfaces are pressed together under high pressure. This is achieved in that the copper stamps are pressed together in the axial direction. No solder or other means

EAD ORIGINAL 109808/0482 EAD ORIGINAL 109808/0482

wird sum VcsrMMen dieser Teile verwendeta deh. die Kupfersi5@mel kbmhmi yöis HalbleitarelaTisleseiit vollständig getrennt Tfio5?fioao SE1QbSOQB ©rliält man aa ä@a Kontakten disser Teile ein© gut® elektrisch© und thermische Leitfähigkeit, indem aas öle iMwfss'steiap©! einsB hohen Äxialdruoteg s.B. 900 kg (2000 Piim.e.)s aussetzt und diesen Druck gsüla;? gleichmäßig Ii3©5? ©ine g3?oB® IFläcö.® verteilt οis used to sum up these parts a d e h. the copper si5 @ mel kbmhmi yöis half-metal elaTisleseiit completely separated Tfio5? fioa o SE 1 QbSOQB © rli you keep aa ä @ a contacts of these parts a © gut® electrical © and thermal conductivity by adding aas oils iMwfss'steiap ©! einsB high Äxialdruoteg sB 900 kg (2000 Piim.e.) s exposes and this pressure gsüla ;? evenly Ii3 © 5? © ine g3? OB® IFläcö.® distributed ο

ΐ?Ξ ©iiie glüieliföraig® Verteilung äea Koatalrfedriaolsaa zu ^(suaiiffleie^usip sind, parallel eu &©n lupfGS?s>&QiipQln 20 und 21 SwOi ueil'GSO Sät se 269 27 und 289 29 (Figo 3) iron beabstand et ©η, QZ'lsil auf©isiaM©r aMsgerioMsteii Eietallstsapols vorgesehen. Die Sösmpcl 26 bis 29 bestellen vorsugswsieQ ώμο fsylindri SIsgii- oöoa3 S'äal3,ls"feäb©n5 äaraa Durohmessei? Hi^rizlish kleiner οIo äie 3ii3?aiinsDS©s ci@K Supfe^stsiHpel 20 E3ö 21 siiii,cio Die oliioaöer £tigstia>xfit©H SQd©ü ο©ϊ? aus gerietet et mi Stahlstsmpel nsiad als tCoEio Bidflächen ausgebildet ? di© σιοϊιξώΙ zur Achseΐ? Ξ © iiie glüieliföraig® distribution äea Koatalrfedriaolsaa to ^ (suaiiffleie ^ usip are, parallel eu & © n lupfGS? s>& QiipQln 20 and 21 SwOi ueil'GSO Sät se 26 9 27 and 28 9 29 (Figo 3) iron spaced et © η, QZ'lsil provided on isiaM © © r aMsgerioMsteii Eietallstsapols. The Sösmpcl 26 to 29 order vorsugswsieQ ώμο fsylindri SIsgii- oöoa 3 S'äal3, ls "feäb © n 5 äaraa Durohmessei Hi ^ rizlish small οIo AEIE 3ii3? aiinsDS © s ci @ K Supfe ^ stsiHpel 20 E3ö 21 siiii, ci o Die oliioaöer £ tigstia> xfit © H SQd © ü ο © ϊ? from rivet et mi Stahlstsmpel nsiad designed as tCoEio bid surfaces ? di © σιοϊιξώΙ to the axis

¥1© is Sea ;?igo 2 isnö 3 dargestellt ists siiai cii© Stempel jiööss der a\.i3ätslisfeen Sätze duroJa ein ])igtsaggtii®K 30 Eösiaaaieefc. T©r'öiandeng das zvitmahen deren ©laaBä©^ ssuge-' x?aziä-S©n Iai©a liegt iiad ait di@s©n ausgeriefrfeet ist. Jedes Eis tang stiiQfe 39 !besitzt äie form -©ines Sa do© eft ©inem relativ iiei£@a?Flaaseäteil imä einem fest©a. Steg 21» dessen Btirsfüiessös? θΛι^β. gleich dem Durchmesser ä©#ziie.fe2ide3a Stempel ist. Der Steg dem Distansstüe&es 30 ist axial zwiachen den Endflächen 32 und 33 der Stahlsterapel 26 und 21 eingeklemmt, solange auf dies©'Stempel ©in Axialdruck sissg®iifet wird.¥ 1 © is Sea;? Igo 2 isnö 3 is shown s siiai cii © stamp jiööss der a \ .i3ätslisfeen sentences duroJa a]) igtsaggtii®K 30 Eösiaaaieefc. T © r'öianden g das zvitmahen whose © laaBä © ^ ssuge- 'x? Aziä-S © n Iai © a lies iiad ait di @ s © n is excused. Every ice tang stiiQfe 39! Has a shape - © ines Sa do © eft © inem relatively iiei £ @ a ? Flaaseäteil imä a fest © a. Steg 21 »whose btirsfüiessös? θΛι ^ β. is equal to the diameter ä © # z iie.fe2ide3a punch. The web of the spacer 30 is clamped axially between the end faces 32 and 33 of the steel stacks 26 and 21 as long as this © 'punch © is sissg®iifet in axial pressure.

Jedes Abstandsstück 30 besteht aus einem et@rrenf elektrisch isolierend wirkenden Material, z.B. aus Keramik oder aus Each spacer 30 consists of an et @ rren f electrically insulating material, for example of ceramic or of

109808/0482109808/0482

-11--11-

glasgebundenem Glimmer (Handelsname "Mycalex·1). Die Kombination aus einem Distanzstück und den angrenzenden Stempeln bildet eine stabile Säule, die mechanisch (aber nicht elektrisch) parallel zu dem Satz aus Kupferstempeln 20 und 21 angeordnet ist. Das gleiche Ergebnis könnte erzielt werden, wenn man das isolierende Distanzstück am Ende eines einzigen langen Stahlstempels anordnen oder zusätzlich zu den gezeigten Teilen weitere aufeinander ausgerichtete Distanzstücke und Stempel vorsehen würde. Die gezeigte Kombination wird jedoch vorgezogen, da durch sie das Zusammensetzen und Auswechseln der einzelnen Teile der Gleichrichteranordnung erleichtert wird. Durch den dicken Plansch des Distanzstüekes 30 wird sichergestellt, daß zwischen den gegenüberliegenden Enden der Stahlstempel geeignete, aus Luft (Durchschlagsstrecke) und Oberfläche (Kriechweg) bestehende Zwischenräume aufrechterhalten sind. Es werden außerdem Distanzstücke mit geeignet dünnen Stegen verwendet, so daß die ebenen, parallelen Endflächen 32 und 33 der Stahlstempel 26 und 27 einen Abstand voneinander haben, der dem Spalt zwischen den gegenüberliegenden Kontaktflächen 22 und 23 der Kupferstempel 20 und 21 entspricht, und so daß die Endfläche 32 koplanar mit der Kontaktfläche bzw. die Endfläche 33 koplanar mit der Kontaktfläche 23 sein kann. Das Distanzstück 30 hat daher die Wirkung einer Blinflzelle, da sie zwar dem Halbleiterbauelement 11 ähnlich ist, jedoch anstatt aus einem in eine Richtung leitenden Leiterglass bonded mica (trade name "Mycalex * 1 ). The combination of a spacer and the adjacent punches forms a stable column that is mechanically (but not electrically) arranged parallel to the set of copper punches 20 and 21. The same result could be achieved if the insulating spacer were to be arranged at the end of a single long steel die or if further spacers and dies aligned with one another were provided in addition to the parts shown. However, the combination shown is preferred because it facilitates the assembly and replacement of the individual parts of the rectifier arrangement The thick plan of the spacer 30 ensures that suitable spaces consisting of air (penetration distance) and surface (creepage path) are maintained between the opposite ends of the steel punches parallel end surfaces 32 and 33 of the steel punches 26 and 27 have a distance from one another which corresponds to the gap between the opposing contact surfaces 22 and 23 of the copper punches 20 and 21, and so that the end surface 32 is coplanar with the contact surface and the end surface 33 is coplanar with the Contact surface 23 can be. The spacer 30 therefore has the effect of a blind cell, since it is indeed similar to the semiconductor component 11, but instead of a conductor which is conductive in one direction

ν ■ -■ - -ν ■ - ■ - -

aus einem Isolator besteht. Wenn keine Isolierung notwendig wäre, könnte ein Distanzstück aus Metall verwendet werden.consists of an insulator. If no insulation is required a metal spacer could be used.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, sind die drei zueinander parallelen Sätze von Stempeln (20, 21 bzw. 26, 27 bzw.28, 29) in einem symmetrischen Muster angeordnet. Alle Stempel werdenAs can be seen from the drawing, the three are related to each other parallel sets of punches (20, 21 or 26, 27 or 28, 29) arranged in a symmetrical pattern. All stamps will

109808/0482109808/0482

mit Hilfe eines einzigen auf Zug beanspruchten Bauteils einem Axialdruck unterworfen. Der auf Zug beanspruchte Bauteil besteht aus einem langen Verbindungsbolzen 34 aus Stahl, der parallel zu den Sätzen von aufeinander ausgerichteten Stempeln angeordnet ist. Entsprechend den Pig. 2 und 3 ist eine auf das eine Ende dieses Verbindungsbolzens aufgeschraubte Mutter 35 mechanisch mit den zugehörigen Enden 20a, 26a und 28a der Stempel 20, 26 und 28 und eine auf das andere Ende des Verbindungslaälzens 34 aufgeschraubte Mutter 36 mechanisch mit den entgegengesetzten Enden 21a, 27a und 29a der Stempel 21, 27 und 29 verbunden. Infolgedessen werden die Stempel jedes Satzes beim Anziehen der Muttern 35 und 36 in axialer Richtung zusammengedrückt und das Halbleiterbauelement 11 und die Distanzstücke 30 fest zwischen den Stempeln eingespannt. Damit auf alle drei Sätze von Stempeln der gleiche Druck wirkt, ist die Längsachse des Verbindungsbolzen bezüglich der Achsen der entsprechenden Sätze in der Mitte angeordnet.with the help of a single component subject to tensile stress subjected to an axial pressure. The component subject to tensile stress consists of a long connecting bolt 34 made of steel arranged parallel to the sets of aligned punches. Corresponding the pig. 2 and 3 is a nut 35 mechanically screwed onto one end of this connecting bolt with the associated ends 20a, 26a and 28a of the stamps 20, 26 and 28 and one on the other end of the connecting lamella 34 screwed nut 36 mechanically with the opposite ends 21a, 27a and 29a of the punches 21, 27 and 29 connected. As a result, when the nuts 35 and 36 are tightened, the punches of each set become axially pressed together and the semiconductor component 11 and the spacers 30 firmly clamped between the stamps. So that the same pressure is applied to all three sets of stamps acts, the longitudinal axis of the connecting bolt is arranged in the middle with respect to the axes of the corresponding sets.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel enthält die Verbindung zwischen jedem Ende des Verbindungsbolzens 34 und den zugehörigen Stempeln der drei Sätze eine Tellerfeder 37 (nach Belleville). Gemäß der Fig. 2 besitzt jede Tellerfeder eine Krone 38, die über die zugehörige Mutter 35/36 mit dem Verbtidungsbolzen verbunden ist, während der Rand 39 jeder Tellerfeder über den axialen Mittelpunkten der Enden der Stempel liegt. Auf diese Weise ist der auf den Satz aus Kupferstempeln 20 und 21 ausgeübte Druck auf die Achse zentriert, so daß keinerlei Momente auftreten, die ein Verkippen oder Verkanten der Stempel zur Folge haben und die gleichförmige Verteilung des Drucks über die gesamte Oberfläche der Kontaktflächen 22 und 23 beeinflussen könnten.In the described embodiment, the connection between each end of the connecting pin includes 34 and the associated ones Stamp the three sets with a plate spring 37 (after Belleville). According to FIG. 2, each plate spring has a crown 38 which is connected to the connecting bolt via the associated nut 35/36, while the edge 39 each Belleville washer lies over the axial centers of the ends of the punches. In this way he is out for the sentence Copper punches 20 and 21 exerted pressure centered on the axis, so that no moments occur which a Tilting or tilting of the stamp have the consequence and the uniform distribution of the pressure over the whole Surface of the contact surfaces 22 and 23 could affect.

109808/0482109808/0482

Das gleiche Ergebnis könnte auch auf andere Weise erzielt werden, wenn man nämlich z.B. at federn Stempel einzelne Tellerfedern (siehe Beschreibung zu Pig. 6) oder eine Kugel-Feder-Verbindung verwendet, die längs der Achse eines Stempels wirksam ist.The same result could also be achieved in another way if, for example, individual disc springs (see description of Pig. 6) or a ball-spring connection that is effective along the axis of a stamp are used at spring stamps.

Damit ein Kurzschluß der Kupferstempel 20 und 21 über den "Verbindungsbolzen 34 verhindert wird, ist dieser von einer Isolierhülse 40 umgeben und ist zwischen mindestens einer der Tellerfedern 37 und jedem mit dieser in Berührung befindlichen Stempelende eine Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material vorgesehen, die vorzugsweise aus einem Ieolierring 41 aus "Mycalex" besteht, durch dessen Mittelöffnung der Verbindungsbolzen ragt. Nahe seines Randes ist der Isolierring 41 in gleiohen Abständen mit drei in axialer Richtung verlaufenden Vorsprängen 42 versehen, deren Durchmesser gleich dem Durchmesser der Stahlstempel 26 bis 29 sind. Die Vorsprünge 42 sind außerdem in axialer Richtung über den angrenzenden Stempeln angeordnet, wie aus der Fig. 2 hervorgeht. In den Kupferstempein 20 und 21 sind Stahleinsätze 44 von gleichem Durchmesser vorgesehen, die über die Enden 20a und 21a hinausragen. Auf jeden der drei Vorsprünge 42 des Isolierringes 41 ist eine harte Metallkappe 45 aufgesetzt, gegen deren äußere ebene Oberfläche der Rand 39 der Tellerfeder 37 drückt.So that a short circuit of the copper stamp 20 and 21 over the "Connecting bolt 34 is prevented, it is surrounded by an insulating sleeve 40 and is between at least one of the disc springs 37 and each punch end in contact with this one layer of an electrically insulating material is provided, which preferably consists of an Ieolierring 41 made of "Mycalex", through its central opening the connecting bolt protrudes. Near its edge, the insulating ring 41 is at equal intervals of three provided projections 42 extending in the axial direction, the diameter of which is equal to the diameter of the steel punch 26 to 29 are. The projections 42 are also arranged axially over the adjacent punches, such as from FIG. 2 emerges. In the copper stamps 20 and 21 steel inserts 44 of the same diameter are provided which protrude beyond the ends 20a and 21a. On each of the three projections 42 of the insulating ring 41, a hard metal cap 45 is placed against the outer plane Surface of the edge 39 of the plate spring 37 presses.

Die Tellerfedern 37 dienen nicht nur im Sinne mechanischer Hebel zum Übertragen einee Drucks vom Verbindungsbolzen 34 auf die entsprechenden Stempel der Anordnung, sondern sorgen auch zusätzlich für die erwüneohte Elastizität der Einspannvorrichtung. Durch diese Eigenschaft wird die The plate springs 37 serve not only in the sense of mechanical levers to transfer a pressure from the connecting bolt 34 to the corresponding stamps of the arrangement, but also ensure the desired elasticity of the clamping device. This property makes the

109808/0 48 2109808/0 48 2

Anfangseinstellung der Einspannvorrichtung beschleunigt und werden später dimensionelle Änderungen der Anordnung (z.B. aufgrund von Temperaturschwankungen oder Alterserscheinung en) ausgeglichen, ohne daß der Kontaktdruck merklich nafaläßt. Es werden Tellerfedern bevorzugt, deren mögliche Belastung ve» etwa 2,5 mal so groß wie die tatsächliche Belastung ist, so daß sie nach dem Einbauen in die Halblattergleichrichteranordnung nur teilweise durchgedrückt sind. Da sie somit nicht flaohgedrückt werden, werden die entsprechenden Metallkappen 45 jeweils nur von ihren Bändern 39 berührt. Der Außendurchmesser der Tallerfedern ist derart gewählt, daß die eich ergebende Berührungelinie die Achsen aller drei Sätze von Stempeln 20, 21 bzw. 26, 27 bzw. 28, 29 schneidet.Initial setting of the jig accelerated and later dimensional changes in the arrangement (e.g. due to temperature fluctuations or aging phenomena) are compensated for without the contact pressure noticeably nafa leaves. Disc springs are preferred, their possible load ve »about 2.5 times as large as that actual load is so that it is only partially after installation in the half-leaf rectifier arrangement are pushed through. Since they are therefore not flattened the corresponding metal caps 45 are only touched by their bands 39. The outside diameter of the Taller springs is chosen so that the calibration line of contact is the axes of all three sets of punches 20, 21 or 26, 27 or 28, 29 intersects.

Zum elektrischen Verbinden des Kalbleiterbauelementes 11 mit einer äußeren elektrischen Schaltung und zum mechanischen Befestigen der gesamten Anordnung sind die Kupferstempel und 21 mit geeigneten Anechlußelementen ausgerüstet. Gemäß den Fig. 1 - 3 enthalten die Anschlußelemente zwei leitende Anschlußklemmen 46 und 47» die vorzugsweise aus L-förmigen Kupferstäben oder Kupferleitungen bestehen, die beispielsweise durch Hartlötung oder dergleichen an den äußeren Enden 20a und 21a der Kupferetempel befestigt sind. Zur Erhöhung der Festigkeit und Steifigkeit ist die Anschlußklemme 46 auch an den äußeren Enden 26a und 28a je ehes Stempels der beiden Sätze von Stahlstempein und die Anschlußklemme 47 in ähnlicher Weise an den äußeren Enden 27a und 29a der anderen Stempel dieser Sätze befestigt* In jeder Ansohluöklemme iet eine Mittelöffnung vorgesehen, durch die derFor the electrical connection of the semiconductor component 11 with an external electrical circuit and for mechanically fastening the entire assembly are the copper stamps and 21 equipped with suitable connection elements. According to 1-3, the connecting elements contain two conductive connecting terminals 46 and 47, which are preferably made of L-shaped There are copper rods or copper lines, for example are attached by brazing or the like to the outer ends 20a and 21a of the copper stamps. To increase the strength and rigidity of the terminal 46 is also at the outer ends 26a and 28a before the stamp of the two sets of steel punches and the connector 47 similarly attached to the outer ends 27a and 29a of the other punches of these sets * In each terminal clamp iet a central opening is provided through which the

109808/0482109808/0482

Verbindungsbolzen 34 ragt, der an dieser Stelle von der Isolierhülse 40 und einem hülsenartigen Ansatz an einem der Isolierringe 41 umgeben ist. In.dem diese öffnung bildenden Rand ist eine exzentrische Kerbe 48 vorgesehen, in die ein Keil 43 eingreift, der vom hülsenartigen Ansatz am Isolierring 41 radial nach außen ragt. Hierdurch ist die Winkelstellung des Isolierrings 41 festgelegt bzw. sind die Vorsprünge 42 auf die zugehörigen Sätze von Stempeln ausgerichtet. In der, äußeren Enden der Anschlußklemmen 46 und 47 sind Löcher 49 vorgesehen, mit deren Hilfe die Anordnung an (nicht gezeigte) elektrisch leitende Stützkörper anges ".raubt werden kann.Connecting bolt 34 protrudes from the at this point Insulating sleeve 40 and a sleeve-like extension on one of the insulating rings 41 is surrounded. In.dem this opening Forming edge an eccentric notch 48 is provided, in which a wedge 43 engages, the sleeve-like approach on the insulating ring 41 protrudes radially outward. As a result, the angular position of the insulating ring 41 is determined or are Projections 42 aligned with the associated sets of punches. In the, outer ends of the terminals 46 and 47 holes 49 are provided, with the aid of which the arrangement of electrically conductive support bodies (not shown) is provided ". can be robbed.

Die beschriebene, gleichförmig wirkende Einspannvorrichtung sum Einspannen eines Halbleiterkörpers 11 unter Druck, wobei die Kontaktflächen 22 und 23 zweier Kupferstempel 20 und 21 fest gegen die äußeren Kontaktflächen der Anode 13 bzw. der Katode 14 des Halbleiterbauelementes gedruckt sind, besitzt insbesondere die folgenden vier Vorteile.The described, uniformly acting clamping device sum clamping a semiconductor body 11 under pressure, wherein the contact surfaces 22 and 23 of two copper stamps 20 and 21 firmly against the outer contact surfaces of the anode 13 and the Cathode 14 of the semiconductor component are printed in particular has the following four advantages.

Die Anordnung ist erstens in mechanischer Hinsicht sehr stabil. Auch bei großen Temperaturschwankungen werden über viele Betriebsjähre hinweg die auf das Halbleiterbauelement wirkenden hohen Betriebsdrücke aufrechterhalten. Durch die aus drei Sätzen von Stempeln bestehende Einspannvorrichtung wird ein unerwünschtes Durchbiegen der ausgerichteten Kupferstempel 20 und 21 und eine Zeisfcörung der gegeneinandergedrückten Kontaktflächen auch dann vermieden oder auf ein Minimum herabgesetzt ,wenn die Anordnung; grob behandelt ader beim Einbauen in seitlicher Richtung beansprucht oder belastet wird.Firstly, the arrangement is very stable from a mechanical point of view. Even with large temperature fluctuations, the high operating pressures acting on the semiconductor component are maintained over many years of operation. The clamping device consisting of three sets of punches avoids or minimizes undesired bending of the aligned copper punches 20 and 21 and Zeisfcöring of the contact surfaces pressed against one another, even if the arrangement; Roughly treated or stressed or loaded in a lateral direction during installation.

1 0 9 8 0 8 / 0 U 8 2 bad original1 0 9 8 0 8/0 U 8 2 bad original

.16-.16-

Die beschriebene Anordnung ist zweitens einfach herzustellen. Um sicherzustellen, daß der erfordaliche hohe Kontaktdruck über eine große Fläche des für hohe Ströme ausgelegten Halbleiterbauelementes gleidiförmig verteilt wird, ist nur eine einzige unkomplizierte Einstellung notwendig, nämlich das Festziehen einer der Muttern 35/36 auf dem Verbindungsbolzen 34. Der als Folge davon auf den Satz von Kupferstempeln 20, 21 ausgeübte Druck ist in axialer Richtung zentriert, so daß ein paralleler, gleichförmiger Kontakt im Bereich der gesamten Fläche der aneinandergrenzenden Kontaktflächen gewährleistet ist, auch wenn die Tellerfedern 37 durch die Muttern exzentrisch gespannt sind. Um jedoch auch dies möglichst zu vermeiden, ist die Krone 38 jedes Federringes eben geschliffen, se daß sie mit der darüberliegenden Mutter auf dem ganzen Umfang fortlaufend in Berührung ist.Second, the arrangement described is easy to manufacture. To ensure that the required high contact pressure Over a large area of the semiconductor component designed for high currents is evenly distributed, only one uncomplicated setting is necessary, namely that Tighten one of the nuts 35/36 on the connecting bolt 34. The result of this on the set of copper punches 20, 21 pressure is centered in the axial direction so that a parallel, uniform contact in the area the entire surface of the adjacent contact surfaces is guaranteed, even if the disc springs 37 are clamped eccentrically by the nuts. However, in order to avoid this as well as possible, the crown 38 is each Spring washer just ground, so that it fits with the one above The nut is continuously in contact over the entire circumference.

Ein dritter Vorteil der Anordnung besteht darin, daß Reparaturen leicht ausführbar sind. Das Halbleiterbauelement 11 ist nicht bleibend mit den anderen Teilen der Anordnung verbunden und daher leicht aus der Anordnung zu entfernen. Nach dem Lösen einer der Muttern vom Verbindungsbolzen können die Kupferstempel 20 und 21 voneinander getrennt und kann ein beschädigtes Halbleiterbauelement durch ein neues ersetzt werden.A third advantage of the arrangement is that repairs can be carried out easily. The semiconductor component 11 is not permanent with the other parts of the arrangement connected and therefore easy to remove from the assembly. After loosening one of the nuts from the connecting bolt The copper stamps 20 and 21 can be separated from one another and a damaged semiconductor component can through a new one to be replaced.

Schließlich ist die beschriebene Einrichtung viertens besonders kompakt, was für die Strom- und Spannungseigenschaften vorteilhaft ist. Der die beiden Sätze von Stahlstempeln 26, 27 und 28, 29 umgebende Raum ist in vorteilhafterFinally, fourthly, the device described is particularly compact, which is important for the current and voltage properties is advantageous. The space surrounding the two sets of steel punches 26, 27 and 28, 29 is more advantageous

109808/0482109808/0482

Weise durch Einrichtungen zur Wärmeableitung ausgefüllt, damit die Kühlung der beiden Kupferstempel 20 und 21 erhöht werden kann. Der von einem Halbleiterbauelement geführte Maximalstrom ist prinzipiell durch die Qualität derjenigen Einrichtungen bestimmt, mit denen die Wärme von den inneren PH-Übergängen abgeleitet wird. Eine Kühlung des Halbleiterbauelementes von beiden Seiten her ist besonders dann erwünscht, wenn starke Stromstöße fließen sollen. Die beschriebene Anordnung ist für diesen Zweck gut geeignet.Way filled in by means of heat dissipation, so that the cooling of the two copper stamps 20 and 21 can be increased. That of a semiconductor device guided maximum current is determined in principle by the quality of those facilities with which the heat is derived from the inner PH junctions. Cooling of the semiconductor component from both sides is particularly desirable when strong current surges are to flow. The arrangement described is for well suited for this purpose.

Die beiden Kupferstempel 20 und 21 der Anordnung dienen nicht nur als mechanische Stützen und elektrische Zuführungen, sondern auch als thermische Wärmesenken für das Halbleiterbauelement 11. TJm die Wärmeableitung von diesen Stempeln in dem in den Fig. 1-3 dargestellten Ausführungsbeispiel au fördern, sind diese Stempel mit zwei Gruppen 50 und 51 von beabstandeten Kühlrippen aus Metall ausgerüstet. Die Kühlrippen in jeder Gruppe bestehen aus dünnen Kupferplatten, die senkrecht zur Achse des zugehörigen Kupferstempels angeordnet sind und durch Hartlötung oder dergleichen an den Kupferstempeln befestigt sind. Jede Kühlrippe besitzt geeignete Löcher, durch die die zugehörenden Stahlstempel und der Verbindungsbolzen der Anordnung ragen.The two copper stamps 20 and 21 of the arrangement not only serve as mechanical and electrical supports Feeds, but also as thermal heat sinks for the semiconductor component 11. TJm the heat dissipation of these stamps in the embodiment shown in FIGS. 1-3, these stamps are with two groups 50 and 51 of spaced apart cooling fins Metal equipped. The cooling fins in each group are made of thin copper plates that are perpendicular to the axis of the associated copper stamp are arranged and attached to the copper stamps by brazing or the like are. Each cooling fin has suitable holes through which the associated steel stamp and the connecting bolt the arrangement protrude.

Die erste Kühlrippe 50a bzw. 51a am inneren Ende jeder Gruppe 50 bzw. 51 ist dicker und damit stärker und auch etwas länger und breiter als die übrigen Kühlrippen. Die Abmessungen der in Ebenen parallel zu diesen erstenThe first cooling fin 50a and 51a at the inner end of each Group 50 or 51 is thicker and therefore stronger and also somewhat longer and wider than the other cooling fins. the Dimensions of the in planes parallel to these first

109808/0482109808/0482

Kühlrippen 50a und 51a liegende* Teile der Anschlußklemmen 46 und 47 eind genauso groß wie die dieser Kühlrippen. Infolgedessen wird die gesamte Anordnung, wenn sie mit ihrem Vorder-, Rück- oder Seitenteil auf einer Unterlage ruht, stets durch diese vier relativ starren Bauteile abgestützt. Zur Erhöhung der Festigkeit und Steifigkeit ist die Kühlrippe 50a mit den Stahlstempeln 26 und 28 und die Kühlrippe 51a mit den Stahlstempeln 27 und 29 verlötet oder anderswie verankert. Zum Einstellen der richtigen Lage dfeser Kühlrippen auf den Stahlstempeln während der Verlötung sind Spaltringe 52 vorgesehen.Cooling fins 50a and 51a lying * parts of the connection terminals 46 and 47 and the same size as those of these cooling fins. As a result, the entire arrangement when it is with its front, back or side part on a surface rests, always supported by these four relatively rigid components. To increase strength and rigidity is the cooling fin 50a with the steel punches 26 and 28 and the cooling fin 51a with the steel punches 27 and 29 soldered or otherwise anchored. For setting the correct position of the cooling fins on the steel stamps split rings 52 are provided during soldering.

Die ersten Kühlrippen 50a und 51a übernehmen den wichtigsten Teil der Wärmeableitung und sind deswegen so nahe wie möglich am Halbleiterbauelement 11 angeordnet. Um jedoch zu vermeiden, daS die Übertragung hoher Kontaktdrücke auf die Anode 13 und die Katode 14 des Halbleiterbauelementes gestört wird, befinden sich weder diese Kühlrippen noch die Kupferstempel in unmittelbarer Nähe der Keramikhülse 15 mit dem Halbleiterbauelement 11 in Anlage. In den kleinen Zwischenräumen an den beiden Enden dieser Keramikhülae 15 sind vorzugsweise Dichtnngsringe 53 aus einem naohgiebigen Material, z.B. Siliconkautschuk vorgesehen, die zur mechanischen Stabilität der Keramikhülse 15 beitragen und verhindern, daß Staub oder andere Verunreinigungen in den Raum eintreten, der die abgeschrägten Enden der Kupferstempel umgibt.The first cooling fins 50a and 51a take over the most important part of the heat dissipation and are therefore like that arranged as close as possible to the semiconductor component 11. However, in order to avoid the transmission of high contact pressures to the anode 13 and the cathode 14 of the semiconductor component is disturbed, neither these cooling fins nor the copper stamps are in the immediate vicinity the ceramic sleeve 15 with the semiconductor component 11 in contact. In the small spaces at the two ends of this ceramic sleeve 15 are preferably sealing rings 53 made of a flexible material, e.g. silicone rubber, which ensures the mechanical stability of the ceramic sleeve 15 contribute and prevent dust or other contaminants from entering the space that the beveled Surrounds ends of the copper stamp.

Die Wärme wird mit Hilfe der beiden Kupferetempel 20 und 21 und den ihnen zugeordneten Kühlrippengruppen 50 und von beiden Seiten des Halbleiterkörper· 12 des Halbleiter-The heat is with the help of the two copper temples 20 and 21 and the associated cooling fin groups 50 and from both sides of the semiconductor body 12 of the semiconductor

109808/048?109808/048?

bauelementeB 11 weggeführt. Der Wirkungsgrad der Wärmeableitung wird dadurch erhöht, daß man Luft über die großen Oberflächen der Kühlrippen strömen läßt, wie es in den Fig. 1 und 2 durch Pfeile 54 dargestellt ist. Die gesamte Anordnung wird normalerweise zwischen den Wänden 55 eines Luftkanals befestigt, durch den die Kühlluft geleitet wird. Die Länge der Kupferstempel 20 und 21 ist in erster Linie durch die Zahl und die Größe der Kühlrippen und der daari.sehenliegenden Zwischenräume gegeben, die vorhanden sein müssen, um eine vorausgesetzte Kühlung des Halbleiterbauelementes bei gegebener Strömungsgeschwindigkeit der Luft ohne Uberseb:--itung eines gegebenen Abfalls des Luftdrucks zu erreichen. Durch Abkühlen der Luft oder andererseits durch Verringern der an die Kühlung gestellten Anforderungen können die Kupferstempel zu bloßen Stutzen verkürzt werden.componentsB 11 led away. The efficiency of heat dissipation is increased by allowing air to flow over the large surfaces of the cooling fins, as shown in FIGS. 1 and 2 by arrows 54. The entire assembly is normally secured between the walls 55 of an air duct through which the cooling air is passed. The length of the copper stamps 20 and 21 is primarily given by the number and size of the cooling fins and the spaces between them, which must be present in order to ensure that the semiconductor component can be cooled at a given flow rate of the air without covering a to achieve a given drop in air pressure. By cooling the air or, on the other hand, by reducing the cooling requirements, the copper stamps can be shortened to mere nozzles.

Um eine unwirksame Verteilung der Kühlluft durch den weiten Raum zu vermeiden, der an die Keramikhülse 15 des Halbleiterbauelementes 11 angrenzt, ist zwischen den beiden Gruppen 50 und 51 aus Kühlrippen eine Prallwand 56 vorgesehen. Wie aus den Pig. 2 und 3 hervorgeht, enthält die Prallwand vorzugsweise einen langen, U-förmigen Streifen aus Isoliermaterial, längs dessen Seiten nach außen gebogene Lappen 56a und 56b angebracht sind, die an den ihnen zugewandten Oberflächen der ersten Kühlrippen 50a bzw. 51a anliegen. Dadurch sind Kanäle ausgebildet, so daß Luft zwischen der Prallwand und diesen Oberflächen strömen kann. Auf diese Wefee verhindert das geschlossene Ende der Prallwand 56 eine Luftströmung in einem Raum, der zwischen den Kühlrippengruppen 50 und 51 li^Efc, aber nicht unmittelbar an diese angrenzt. In diesem "toten" Luftraum ist das Halbleiterbeuelement 11 angeordnet.To prevent ineffective distribution of the cooling air through the To avoid a large space adjoining the ceramic sleeve 15 of the semiconductor component 11 is between the two A baffle wall 56 is provided for groups 50 and 51 of cooling fins. Like from the Pig. 2 and 3, the baffle preferably contains a long, U-shaped strip of insulating material, along the sides of the outwardly bent tabs 56a and 56b are attached to the facing them Surfaces of the first cooling fins 50a and 51a are in contact. Thereby channels are formed so that air between the Baffle wall and these surfaces can flow. The closed end of the baffle 56 prevents this an air flow in a space between the cooling fin groups 50 and 51 li ^ Efc, but not directly to them adjoins. The semiconductor element is in this "dead" air space 11 arranged.

109808/0482109808/0482

15896471589647

Das offene Ende der U-förmigen Prallwand 56 iet durch einen kuraen U-förmigen Bauteil 57 aus Isoliermaterial verschlossen, in dem ein koaxialer Anschluß 58 für eine Steuerleitung 59a befestigt ist, die im Bedarfsfall mit der Steuerelektrode 16 dee Halbleiterbauelementes 11 verbunden ist. Wie in der Pig. 2 dargestellt ist, ist die Hülle des Anechlußee 58 mit der Katode 14 des Halbleiterbauelementes 11 Über eine weitere Leitung 59b verbunden, die mit der Steuerleitung 59a verdrillt ist. Die Enden der Prallwand 56 regen weife genug vor, damit zwischen der Hülle des Ansohlußee, die sich auf Katodenpotential befindet, und dem nächstliegenden Rand der ersten Kühlrippe 50a, die sich auf Anodenpotential befindet, ein ausreichender Oberflächenabstand (Kriechweg) sichergestellt ist.The open end of the U-shaped baffle 56 iet through closed a kuraen U-shaped component 57 made of insulating material, in which a coaxial connection 58 for a control line 59a is attached, which, if necessary, with the control electrode 16 of the semiconductor component 11 is connected. As in the Pig. 2 is the shell of the connection 58 with the cathode 14 of the semiconductor component 11 Connected via a further line 59b, which is twisted with the control line 59a. the Ends of the baffle wall 56 rain enough to allow between the shell of the Ansohlußee, which is on cathode potential and the closest edge of the first cooling fin 50a, which is at anode potential Sufficient surface distance (creepage distance) is ensured.

Die gestrichelten Linien in der Pig. 5 deuten an, wie die Seiten der Prallwand 56 längs den Vorder- und Rückseiten der Kühlrippengruppen verlängert und umgebogen sein könnten, um anstelle der in der Pig. 1 sichtbaren äußeren Wände einen in sich selbst abgeschlossenen Luftkanal für den Durchstrom der Kühlluft zu bilden. Das gleiche Ergebnis könnte man auch dadurch erzielen, daß man die vorderen und hinteren Enden der einzelnen Kühlrippen der Gruppen 50 und 51 umbiegt.The dashed lines in the pig. 5 suggest how the sides of the baffle 56 could be elongated and bent over along the front and rear sides of the fin groups, around instead of in the Pig. 1 visible outer walls a self-contained air duct for the Form flow of cooling air. The same result could be achieved by using the front and rear ends of the individual cooling fins of groups 50 and 51 are bent.

Das Halbleiterbauelement 11 und die beiden dazu parallel liegenden, isolierenden Dlstanzstücke 30 sind auf diese Weise unter Druck zwischen zwei Teilanordnungen eingespannt, die mittels des in der Mitte liegenden Verbindungsbolzens 34 trennbar zusammengehalten werden. Jede Teilanordnung enthält in einem Stück einen Kupierstempel, zwei dazu parallele Stahlstempel, eine mit allen drei Stempeln ver-The semiconductor component 11 and the two in parallel therewith lying, insulating Dlstanzteile 30 are on this Way clamped under pressure between two sub-assemblies, which by means of the connecting bolt located in the middle 34 are kept separable together. Each sub-assembly contains a cropping punch in one piece, two of them parallel steel punches, one with all three punches

109808/0482109808/0482

bundene Anschlußklemme und eine Gruppe von beanstandeten Kühlrippen, die von den Kupferstempeln radial naoh außen ragen. Mach, dem Zusammenbau jeder Seilanordnung, aber vor dem Vereinigen mit der dazugehörigen Teilanordnung, werden die koplanaren Oberflächen 22 und 32 bzw. 23 und 331 die sich an den inneren Enden der entsprechenden Stempel befinden, vorzugsweise geschliffen und geläppt, so daß sie genau eben und senkrecht zur Achse 24 der Kupfersteapel sind. In ähnlicher Weise werden die äuleren Enden 26a und 28a bzw. 27a und 29a der Stahlstempel und die äußeren ebenen Oberflächen der StahleinsaVtze 44 der Kupferstempel in einer gemeinsamen, zur Achse 24 senkrechten Ebene gesiiliffen. Nach dem endgültigen Zusammenbau wird der erforderliche Axialdrubk dadurch auf den Satz von Kupferstempeln 20 und 21 übertragen, zwischen denen die Hauptelektroden des Halbleiterbauelementes 11 zusammengedrückt sind, indem man eine der Muttern 35> 36 so lange anzieht, bis der Verbindungsbolzen durch eine dreimal so große Kraft gespannt ist. Ein Drittel dieser Spannung wird mittele der Tellerfeder 37 auf jeden der drei parallelen Sätze von Stempeln übertragen. Die angegebene Belastung ist praktisch dann gegeben, wenn man die fingerfest angezogene Mutter um weitere 1 1/6 Drehungen anzieht.tied connector and a group of offending Cooling fins that protrude from the copper stamps radially near the outside. But show you how to assemble each rope assembly upon mating with the associated subassembly, the coplanar surfaces 22 and 32 and 23 and 331, respectively, become the one located on the inner ends of the respective punches, preferably sanded and lapped so that they are accurate are flat and perpendicular to the axis 24 of the Kupfersteapel. Similarly, the outer ends 26a and 28a and 27a and 29a, respectively, of the steel punches and the outer flat surfaces of the steel inserts 44 of the copper punches in FIG ground in a common plane perpendicular to axis 24. After the final assembly, the required Axialdrubk thereby on the set of copper punches 20 and 21 transferred, between which the main electrodes of the semiconductor device 11 are compressed by turning one of the nuts 35> 36 until the connecting bolt is tensioned by a force three times as high. One third this tension is transmitted to each of the three parallel sets of punches by means of the plate spring 37. the The specified load is practically given if you tighten the finger-tight nut by a further 1 1/6 Attracts twists.

In den Pig. 4 und 4a ist eine zweite Ausführungeform der Erfindung g-ezeigt, wobei zwei Gleiohriohtergefäße 11 (Thyristoren) innerhalb einer gemeinsamen Anordnung in Serie geechaltet sind. Da viele Teile dieser Anordnung gleich entsprechenden Teilen der anhand der Pig. 1-3 beschriebenen Ausführungsform sind, sind diese Teile auch mit den gleichen Bezugszeiohen versehen. Auch dieIn the pig. 4 and 4a a second embodiment of the invention is shown, wherein two anti-friction vessels 11 (Thyristors) are connected in series within a common arrangement. As many parts of this arrangement equal to corresponding parts of the based on the Pig. 1-3, these are parts also provided with the same reference numbers. Also the

109808/0482109808/0482

AuefuhrungBform nach den Fig, 4 und 4a enthält zwei aus •inta Sttiok bestehende Teilanordnungen, !wischen denen Bueätilioh eine mittlere oder dritte Teilanordnung angeordnet ist.The embodiment of FIGS. 4 and 4a contains two of them • Inta Sttiok existing partial arrangements,! Wipe them Bueätilioh a middle or third sub-assembly is arranged.

Die mittlere Teilanordnung enthält einen dicken Kupferstempel 61, zwei dazu parallele Stahlstempel 62 und 63 von gleicher Länge und eine Gruppe 64 von beabstandeten, dünnen Kühlrippen aus Metall, die am Kupferstempel 61 befestigt sind. Die erste und letzte Kühlrippe 64a und 64b an den Enden der Gruppe 64 sind größer als die übrigen. und zur Slidung einer aus einem Stück bestehenden Teilanordnung alt den Stahletempeln 62 und 63 verlötet. Der eusätzliohe Kupferβtempel 61 1st mit Abstand zwischen den Kupfeetempeln 20 und 21 der ersten beiden Teilanordnungen und In axialer Ausrichtung mit diesen angeordnet, so daß er mit diesen beiden Kupferstempeln ein Satz von drei aufeinander ausgerichteten Druckkörpern bidet. Ähnlich ist der Stahlstempel 62 mit Abstand und in einer Linie mit den Stahlstempeln 26 und 27 und der Stahlstempel 63 mit Abstand und in einer Linie mit den Stahletempeln 28 und 29 angeordnet, so daß zwei zueinander parallele Sätze von aufeinander ausgerichteten Stahletempeln entstehen, die je drei Stempel enthalten.The middle sub-assembly contains a thick copper stamp 61, two parallel steel stamps 62 and 63 of the same length and a group 64 of spaced-apart, thin cooling fins made of metal, which are fastened to the copper stamp 61. The first and last cooling fins 64a and 64b at the ends of the group 64 are larger than the rest. and for the separation of a subassembly consisting of one piece, the steel dies 62 and 63 are soldered. The additional copper stamp 61 is arranged at a distance between the copper stamps 20 and 21 of the first two sub-assemblies and in axial alignment with them, so that it forms a set of three aligned pressure bodies with these two copper stamps. Similarly, the steel punch 62 is spaced apart and in line with the steel punches 26 and 27 and the steel punch 63 is spaced apart and in line with the steel punches 28 and 29, so that two mutually parallel sets of aligned steel punches are created, each three Stamp included.

Das obere Ende des mittleren Kupferstempele 61 der Fig. 1st abgeschrägt und mit einer ebenen Kontaktfläche versehen, die senkreoht zur gemeinsamen Aohse des Satzes aus den drei Kupfersteapeln 20, 61, 21 lieg. Diese Kontaktfläohe 1st genauso wie dit Kontaktflache 22 des Kupferstempeis 20 ausgebildet. St« ander· Ende des Kupferstempels 61 ist ebenfalls abgeschrägt und am Ende mit einer ebenen Kontaktfläohe versehen,The upper end of the central copper stamp 61 of Fig. 1st beveled and provided with a flat contact surface that is perpendicular to the common axis of the set of the three Kupfersteapeln 20, 61, 21 lie. This contact area is the same how the contact surface 22 of the copper stamp 20 is formed. The end of the copper stamp 61 is also bevelled and provided with a flat contact surface at the end,

PADPAD

109808/0482 b 109808/0482 b

die senkrecht zur gemeinsamen Achse liegt und genauso wie die Kontaktfläche 23 des Kupferstempele 21 ausgebildet ist· Zwischen den beiden Kupferstempeln 20 und 61 ist ein Halbleiterbauelement angeordnet, dessen Anode leitend mit der Kontaktfläche 22 und dessen Katode leitend mit der gegenüberliegenden Kontaktfläche des Kupferstempele 61 verbunden ist« Zwischen den beiden Kupferstempeln 21 und ist ein zweites Halbleiterbauelement 11 angeordnet, dessen Katode leitend mit der Kontaktfläche 23 und dessen Anode leitend mit der gegenüberliegenden Kontaktfläohe des Kupfer-Btempels 61 verbunden ist. Auf diese Weise ergibt sich ein Stapel aus zwei Halbleiterbauelementen 11, die elektrisch mit den Kupferstempeln 20 und 21 und daher auch mit den Anschlußklemmen 46 und -47 der Anordnung in Serie geschaltet sind. Die Spitzenspannung in Rückwärtsrichtung einer solchen Anordnung ist relativ hoch und beträgt beispüsweise 3600 Volt. Wenn ein äußerer elektrischer Anschluß mit der Verbindungsstelle der beiden Halbleiterbauelenente erwünscht ist, dann kann eine der Kühlrippen der mittleren Gruppe 64, z.B. die Kühlrippe 64o,-verlängert werden.which is perpendicular to the common axis and the same like the contact surface 23 of the copper stamp 21 is formed is · A semiconductor component is arranged between the two copper dies 20 and 61, the anode of which is also conductive the contact surface 22 and its cathode conductively with the opposite contact surface of the copper stamp 61 is connected «between the two copper stamps 21 and a second semiconductor component 11 is arranged, its Cathode conductive with contact surface 23 and its anode conductive with the opposite contact surface of the copper stamp 61 is connected. This results in a stack of two semiconductor components 11, which are electrically connected in series with the copper stamps 20 and 21 and therefore also with the terminals 46 and -47 of the arrangement are. The peak voltage in the reverse direction of such an arrangement is relatively high and amounts to 3600, for example Volt. If an external electrical connection with the connection point of the two semiconductor components is desired then one of the cooling fins of the middle group 64, e.g. the cooling fin 64o, can be lengthened.

Die Zwischenräume zwischen den einander zugewandten Enden der aufeinander ausgerichteten Stahlstempel bzw. der beiden Sätze 26, 62, 27 und 28, 63, 29 sind jeweils mit starren Distanzstücken 30 ausgefüllt. Die btlden Stahlstempel an den Enden dieser beiden Sätze sind daher jeweils durch zwei Distanzstücke und einen mittleren Stahlstempel 62 bzw. 63 verbunden. In der Mitte zwischen den Sätzen aus Kupfer-und Stahlstempeln und parallel zu ihnen erstreckt sich ein längerer Verbindungsbolzen 65, dessen beide, Enden mit Hilfe von Muttern 35 und 36, Isolier-The gaps between the facing ends of the aligned steel punches or of the two sets 26, 62, 27 and 28, 63, 29 are respectively filled with rigid spacers 30. The btlden steel stamps at the ends of these two sets are therefore each connected by two spacers and a central steel punch 62 and 63, respectively. In the middle between the sets of copper and steel dies and parallel to it a longer connecting bolt 65 extends to them, both ends of which, with the help of nuts 35 and 36, isolate

109808/0482109808/0482

ringen 41 und dazwischenliegenden Tellerfedern mit den zugehörigen Stempeln verbunden sind, wodunh alle Stempel in axialer Richtung zusammengedrückt und die Halbleiterbauelemente 11 bzw. die Distanzstücke 30 fest, aber lösbar, zwischen ihnen eingespannt werden. Die mechanische Verbindung zwischen der Mutter 35 und dem mittleren Kupferstempel wird bei dieser Anordnung durch den Stempel 20 und das eine Halbleiterbauelement 11 hergestellt. Um ein Driften des elektrischen Potentials des Verbindungsbiz ens 65 zu vermeiden, kann dieser mittels einer (nicht gezeigten) leitenden Klammer mit dem mittleren Kupferstempel 61 elektrisch verbunden werden.wrestle 41 and intermediate disc springs with the associated Stamps are connected, where all the stamps are in compressed in the axial direction and the semiconductor components 11 or the spacers 30 fixed, but detachable, be clamped between them. The mechanical connection between the nut 35 and the central copper punch is produced in this arrangement by the stamp 20 and the one semiconductor component 11. To prevent the To avoid electrical potential of the connection biz 65, this can be done by means of a (not shown) conductive clip are electrically connected to the central copper stamp 61.

Gemäß der Pig. 4 enthält die Anordnung zwischen den beiden Gruppen von Kühlrippen 50 und 64 bzw. 51 und 64 je eine Prallwand 56. Außerdem sind koaxiale Anschlüsse 58 für die Steuerleitungen der Thyristoren 11 vorgesehen. Im übrigen besitzt die gesamte Anordnung die gleichen Merkmale und Vorteile, die in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben sind. Das zweite Ausführungsbeispiel kann dadurch modifiziert werden, daß man weitere mittlere Teilanordnungen hineufügt und einen Stapel aus mindestens drei in Serie liegenden Halbleiterbauelementen bildet.According to the Pig. 4 contains the arrangement between the two groups of cooling fins 50 and 64 or 51 and 64, one each Impact wall 56. In addition, coaxial connections 58 for the control lines of the thyristors 11 are provided. in the Otherwise, the entire arrangement has the same features and advantages that are described in connection with the first embodiment. The second embodiment can be modified by adding more middle sub-assemblies and a stack of at least forms three semiconductor components lying in series.

Eine dritte Auef uhrungsform der Erfindung ist in den Pig. 5, 5a und 6 dargestellt. In der hier gezeigten Anordnung sind vier Halbleiterdioden 71 parallel zueinander angeordnet. Jedes Halbleiterbauelement 71 enthält gemäß der Pig. 6 einen scheibenförmigen Halbleiterkörper 72, der zwischen den ebenen Böden 73 und 74 zweiVer taseenförmiger Elektroden angeordnet ist, deren Bänder an entgegengesetzten Enden einer Keramikhülse 75 befestigt sind,A third embodiment of the invention is in the Pig. 5, 5a and 6 shown. In the arrangement shown here four semiconductor diodes 71 are arranged in parallel to each other. Each semiconductor device 71 includes according to FIG the pig. 6, a disk-shaped semiconductor body 72 which has two tase-shaped layers between the flat bottoms 73 and 74 Electrodes are arranged, the bands of which are attached to opposite ends of a ceramic sleeve 75,

109808/0482109808/0482

so daß ein aus einem Stück bestehendes, hermetisch abgedichtetes Gehäuse für den Halbleiterkörper 72 entsteht. Im Inneren des Halbletterkörpers 72 ist ein einziger großflächiger PH-Übergang ausgebildet, der zu den entgegengesetzten Endflächen im allgemeinen parallel verläuft. Die Böden 73 und 74 der tassenförmigen Elektroden dienen als Hauptelektroden bzw. als Anode und Katode des Halbleiterbauelementes.so that a one-piece, hermetically sealed housing for the semiconductor body 72 is produced. A single large-area PH junction is formed in the interior of the half-letter body 72 and is generally parallel to the opposite end faces. The bottoms 73 and 74 of the cup-shaped electrodes serve as main electrodes or as anode and cathode of the semiconductor component.

Jedes Halbleiterbauelement liegt mechanisch zwischen und elektrisch in Serie mit je zwei aufeinander ausgerichteten Druckkörpern oder Kupfe^rstempeln 76 und 77, die gleichzeitig als Strom- und als Wärmeleiter dienen. Die Kupierstempel 76 und 77 besitzen einen kreisrunden Querschnitt und einen Durchmesser, der vorzugsweise größer als der des Halbleiterkörpers 72 ist. Die einander zugewandten Enden der Kupferstempel sind abgeschrägt, so daß sie in die tassenförmigen Elektroden des Halbleiterbauelementes 71 passen , und besitzen am Ende einander zugewandte Kontaktflächen 78 und 79. Die Kontaktflächen 78 und 79 sind zueinander parallel und besitzen im wesentlichen die gleiche Form wie die äußeren Kontaktflächen der Anode 73 und der Katode 74.Each semiconductor component lies mechanically between and electrically in series with two mutually aligned Pressure hulls or copper stamps 76 and 77, which are at the same time serve as conductors of electricity and heat. The cropping stamp 76 and 77 have a circular cross-section and a diameter which is preferably greater than that of the semiconductor body 72 is. The facing ends of the copper stamps are beveled so that they fit into the cup-shaped Electrodes of the semiconductor component 71 fit, and have mutually facing contact surfaces 78 and 79 at the end. The contact surfaces 78 and 79 are parallel to one another and have substantially the same shape as the outer contact surfaces of the anode 73 and the cathode 74.

Zum Einspannen der vier Halbleiterbauelemente 71 sind vier parallele Sätze von axial aufeinander ausgerichteten Kupferstempeln 76 und 77 vorgesehen. Gemäß der Pig. 5 sind diese vier Sätze in einem symmetrischen Muster angeordnet. Alle Kupferstempel werden mit Hilfe eines einzigen auf Zug beanspruchten Bauteils in axialer Richtung zusammengedrückt. Dieser Bauteil enthält einen Verbindungsbolzen 80 aus Stahl, der paralH, zu den Sätaen τοη Kupferatempein in deren Mitte angeordnet ist. Die beiden Enden des Verbindungsbolsens aind To clamp the four semiconductor components 71, four parallel sets of axially aligned copper stamps 76 and 77 are provided. According to the Pig. 5, these four sets are arranged in a symmetrical pattern. All copper dies are pressed together by means of a single claimed in train component in the axial direction. This component contains a connecting bolt 80 made of steel, which is arranged parallel to the Sät aen τοη Kupferatempein in their center. The two ends of the connecting bolt are aind

109808/0482109808/0482

mit Hilfe zweier Muttern 81 und 82 mit den zugehörigen Kupferstempeln 76 und 77 jedes Sa&zes mechanisch verbunden. Die Verbindungsglieder zwischen den Muttern 81 und 82 und den zugehörigen Kupferstempeln enthalten in der gleichen Reihenfolge einen tassenförmigen Metallring 83, eine relativ große Tellerfeder 84, einen Ieolierring 85 aus "Myoalex" oder dergleichen, eine von vier kleineren Tellerfedern 86, von denen je eine auf einem Kupferstempel ruht, und einen von vier Stahlringen 87.with the help of two nuts 81 and 82 with the associated Copper stamps 76 and 77 of each set mechanically connected. The links between nuts 81 and 82 and the associated copper stamps contain a cup-shaped metal ring 83 in the same order, a relatively large disc spring 84, an insulating ring 85 from "Myoalex" or the like, one of four smaller ones Disc springs 86, one of which is on a copper stamp rests, and one of four steel rings 87.

Wie aus der Pig. 6 hervorgeht, besitzen die tassenförmigen Metallringe 83 in der Mitte eine Vertiefung, in der eine Mutter 81 oder 82 angeordnet ist. Die Vertiefungen sind zur Verbesserung des Aussehens mit satt aufsitzenden Metallkappen 88 abgedeckt· Der Außendurchmesser jeder großen Tellerfeder 84 1st etwa gleich dem Durchmesser desjenigen Kreises, der die Achsen aller vier Sätze von Kupferstempeln schneidet. Infolgedessen liegen ihre Ränder über den axialen Mittelpunkten dieser Sätze. Beim Zusammenbau werden diese Tellerfedern 84 flachgedrückt und im Bedarfsfall können beide oder auch nur eine weggelassen werden. Mit dem Isolierring 85 und einer den Verbindungsbolzen 80 umgebenden iBolierhülse 89 werden Kurzschlüsse der Kupferstempel 76 und über den Verbindungsbolzen vermieden.Like from the Pig. 6 shows, own the cup-shaped Metal rings 83 in the middle a recess in which a nut 81 or 82 is arranged. The wells are for Enhance the appearance covered with snug metal caps 88 · The outside diameter of any large Belleville washer 84 is approximately equal to the diameter of the circle that forms the axes of all four sets of copper dies cuts. As a result, their edges are above the axial centers of these sets. When assembling these Disk springs 84 flattened and, if necessary, both or only one can be omitted. With the The insulating ring 85 and a bracing sleeve 89 surrounding the connecting bolt 80 are short circuits of the copper stamps 76 and avoided via the connecting bolt.

Die einzelnen Tellerfedern 86 Borgen für die erwünschte Elastizität der Einspannvorrichtung. Jede Tellerfeder 86 liegt auf einen axialen Vorsprung verringerten Durchmessers an Äufleren Ende des zugehörigen Kupferstempels, während seine Krone gegen einen Stahlring 87 drückt. Der Hand der Tellerfeder 86 liegt in einer passenden Ausnehmung, die - wieThe individual disc springs 86 borrow for the desired elasticity of the clamping device. Each plate spring 86 lies on an axial projection of reduced diameter at the outer end of the associated copper punch, while its Crown presses against a steel ring 87. The hand of the plate spring 86 is in a suitable recess, which - like , - an der Innenseite des Isolierrings 85 ausgebildet - formed on the inside of the insulating ring 85

109808/0482109808/0482

15898A715898A7

ist. Durch diese Anordnung werden mit Hilfe des gemeinsamen, auf Zug beanspruchten Verbindungsbolzens 80 im wesentlichen gleichgroße Axialdrücke auf jeden der vier Sätze von Kupferstempeln 76, 77 übertragen.is. By this arrangement, with the aid of the common, tensile stressed connecting bolt 80 essentially equal axial pressures applied to each of the four sets of copper punches 76,77.

Damit die vier Halbleiterbauelemente 71 in Parallelschaltung an eine äußere, für hohe Ströme ausgelegte Schaltungsanordnung angeschlossen werden können, sind gemäß den Pig. 5 und 6 an den Kupferstempein 76 und 77 nahe ihren inneren Enden zwei flache, rechteckige Anschlußklemmen 90 und 91 durch Hartlötung oder dergleichen befestigt. An den äußeren Enden dieser Anschlußklemmen sind Löcher vorgesehen, damit eie mit geeigneten (nioht gezeigten), elektrisch leitenden Stützkörpern verschraubt werfien können. Um die Wärmeableitung von den verschiedenen Kupferstempeln 76 und 77 zu fördern, sind diese mit zwei Gtauppen 92 und 95 vnn beabstandeten Kühlrippen aus Metall ausgerüstet. Die Kühlrippen jeder Gruppe sind durch Abstendsringe 94 voneinander getrennt und durch Hartlötung oder dergleichen an den Kupferstempein befestigt. Der Durchmesser des äußeren Endes jedes Kupferstempels kann im Bedarfsfall mit zunehmendem axialen "Abstand gegenüber einer - Anschlußklemme 9O9 91 fortschreitend verringert werden. Gemäß einer anderen Ausfuhrungsform können die Kühlrippen in jeder Gruppe parallel su den Achsen der Kupferstempel angeordnet und alt der zugehörigen Anschlußklemme verbunden sein, in welchen PaHe die Kupieretempel zu bloßen Stotsen verkürzt sein könnten, die aus den einander zugewandten Oberflächen der Aneohlußklemmen 90 und 91 herausragen.According to Pig. 5 and 6 attached to the copper punches 76 and 77 near their inner ends two flat, rectangular connecting terminals 90 and 91 by brazing or the like. Holes are provided at the outer ends of these connection terminals so that they can be screwed to suitable electrically conductive support bodies (not shown). In order to promote the dissipation of heat from the various copper dies 76 and 77, these are equipped with two metal cooling fins 92 and 95 spaced apart from one another. The cooling fins of each group are separated from one another by spacing rings 94 and attached to the copper dies by brazing or the like. The diameter of the outer end of each copper stamp can, if necessary , be progressively reduced with increasing axial distance from a terminal 9O 9 91. According to another embodiment, the cooling fins in each group can be arranged parallel to the axes of the copper stamp and connected to the associated terminal , in which PaHe the docking temples could be shortened to mere stubs that protrude from the facing surfaces of the ankle clamps 90 and 91.

Bei Druckluftkühlung kann die in den Pig. 5 und 6 dargestellte Halbleitergleichrichteranordnung fortlaufend 2500 Ampere (mittlerer Vorwärtsstrom) führen. Im übrigen besitzt diese für hohe Ströme geeignete Anordnung auch diejenigen Vorteile, die in Verbindung mit dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgeführt sind. Hinzu kommen jedoch noch Ewei weitere Vorteile.With compressed air cooling, the in the Pig. 5 and 6 shown semiconductor rectifier arrangement continuously 2500 amperes (medium forward current). In addition, this arrangement, which is suitable for high currents, also has those advantages those in connection with the first described embodiment are executed. However, there are also a number of other advantages.

109808/0482109808/0482

Erstens wird mittels eines einzigen Verbindungsbolzens, innerhalb einer relativ kompakten, für hohe Ströme geeigneten Anordnung, ein hoher Kontaktdruck gleichförmig und normal zu jedem einer Vielzahl einzelner Halbleitergleichrichter übertragen. Eine nahezu gleiche Aufteilung des Kontaktdruckes ist außerordentlich wichtig, wenn bei parallel geschalteten Halbleiterbauelementen eine ausgeglichene Stromverteilung erreicht werden soll.First, by means of a single connecting bolt, within a relatively compact arrangement suitable for high currents, a high contact pressure is uniform and normally transmitted to each of a plurality of individual semiconductor rectifiers. Almost the same division of the Contact pressure is extremely important when a balanced semiconductor component is connected in parallel Electricity distribution is to be achieved.

Die beschriebene Anordnung ist zweitens außergewöhnlich vielseitig, da mit Hilfe einer relativ kleinen Anzahl von Grundkomponenten sehr viele verschiedene Schaltungsanordnungen zusammengesetzt werden können. Bei den drei bereits beschriebenen und bei den später noch zu beschreibenden Ausführungsbeispielen werden Thyristoren und/oder Dioden aus nur zwei handelsüblichen, genormten, in Serienprodukten hergestellten Gruppen von Halbleiterbauelementen verwendet.Second, the arrangement described is extraordinarily versatile, since it uses a relatively small number very many different circuit arrangements can be put together from basic components. With the three Thyristors and / or are already described and in the exemplary embodiments to be described later Diodes made from only two commercially available, standardized groups of semiconductor components manufactured in series products used.

In den Pig. 7,7a,8 und 9 sind zwei weitere Ausführungsformen der Erfindung gezeigt. Hierbei sind zwei inversparallel geschaltete Thyristoren gemeinsam in einer wassergekühlten Anordnung untergebracht, die als Wechselstromschalter für 1 200 Ampere (Effektivwert) verwendet werden kann. Die Halbleitergleichrichter sind wiederum mit 11 bezeichnet. Wie aus der Pig. 7a hervorgeht, ist das eine Halbleiterbauelement 11 mechanisch zwischen und elektrisch in Serie mit zwei axial aufeinander ausgerichteten Kupferstempeln 100 und 101 und das andere Halbleiterbauelement 11 mechanisch zwischen und elektrisch in Serie mit zwei weiteren, axial aufeinander ausgerichteten Kupferstempeln 102 und 103 angeordnet. Diese beiden Sätze von aufeinander ausgerichteten Kupferstempeln liegen zueinander und zu einemIn the pig. 7,7a, 8 and 9 are two further embodiments of the invention shown. Two thyristors connected inversely in parallel are combined in one water-cooled one Arrangement housed, which are used as an alternating current switch for 1,200 amperes (rms value) can. The semiconductor rectifiers are again designated by 11. Like from the Pig. 7a is one thing Semiconductor component 11 mechanically between and electrically in series with two axially aligned copper stamps 100 and 101 and the other semiconductor component 11 mechanically between and electrically in series with two further, axially aligned copper punches 102 and 103 arranged. These two sets of aligned Copper stamps lie to one another and to one

109808/(U8?109808 / (U8?

dritten Satz von aufeinander ausgerichteten Stahlstempeln 104 und 105 parallel, zwischen denen ein starres Distanzstück 30 angeordnet ist.third set of aligned steel punches 104 and 105 parallel, between which a rigid spacer 30 is arranged.

In Übereinstimmung mit den Pig. 7 und 9 sind die drei Sätze von Stempeln 100,101 bzw. 102,103 bzw. 104,105 in Art eines Dreibeins symmetrisch zueinander angeordnet. Alle drei Sätze von Stempeln werden in axialer Richtung zusammengedrückt, so daß die Kupferstempel feet gegen die Hauptelektroden 13 und 14 der zugehörigen Halbleiterbauelemente 11 gepreßt sind, und zwar mit Hilfe einer Einspannvorrichtung, die ein einziges, auf Zug beanspruchtes Bauteil, vorzugsweise einen mit Isoliermaterial ummantelten Verbindungsbolzen 106 aus Stahl, enthält, der in der Mittelzwischen und parallel zu den drei Sätzen angeordnet ist. Das eine Ende des Verbindungsbolzens 106 ist mittels einer Mutter 36, einer Tellerfeder 37 und eines iBolierrings 41 mit den äußeren Enden der Stempel 101,103 und verbunden. In ähnlicher Weise ist das andere Ende des Verbindungsbolzen mit den Stempeln 100,102 und 104 verbunden, außer daß hier der isolierring 41 fehlt. Infolgedessen befinden sich der Verbindungsbolzen 106 und die beiden Muttern 35 und 36 auf dem gleichen elektrischen Potential wie die Kupferstempel 100 und 102.In accordance with the Pig. 7 and 9 are the three Sets of stamps 100.101 and 102.103 and 104.105 in Kind of a tripod arranged symmetrically to each other. All three sets of punches are in the axial direction compressed so that the copper stamp feet against the main electrodes 13 and 14 of the associated semiconductor components 11 are pressed, with the help of a jig, which is a single, stressed on train Component, preferably a sheathed with insulating material connecting bolt 106 made of steel, which in the Arranged midway between and parallel to the three sets is. One end of the connecting bolt 106 is by means of a nut 36, a plate spring 37 and a Bolier ring 41 connected to the outer ends of the stamp 101,103 and. Similarly, the other end is the Connecting bolts are connected to the punches 100, 102 and 104, except that the insulating ring 41 is missing here. Consequently the connecting bolt 106 and the two nuts 35 and 36 are located on the same electrical Potential like the copper stamps 100 and 102.

Die bei den in den Pig. 7-9 gezeigten AusfUhrungsbeigpielen verwendeten Teile der Einspannvorrichtung zum Übertragen eines gleiohförmigen Drucks sind die gleichen wie die, die auch in den Ausführungsbeispielen nach den Pig. 1-3 verwendet sind. In den Ausführungebeispielen der Fig. 7-9 sind jedoch zwei Halbleiterbauelemente 11 parallel geschaltet. Die Anschlußalemente zum Verbinden der Halbleiterbauelemente rait einer äußeren elektrischen SohaltungB-The ones in the Pig. 7-9 shown parts of the jig used for transmitting a smooth pressure are the same as those that are also used in the embodiments according to the Pig. 1-3 are used. In the exemplary embodiments of Fig. 7-9, however, two semiconductor components 11 are connected in parallel. The connection elements for connecting the semiconductor components rait an external electrical connection B-

109808/0 482109808/0 482

anordnung und zum mechanischen Befestigen der gesamten Anordnung enthalten zwei hohle Wärneaenken 107 und 108 aus einem elektrisch leitenden Material, vorzugsweise Kupfer. Die äußeren Enden der Kupferstempel 100 und 102 verlaufen durch die Wärmesenke 107· Sin aus dieser herausragender Arm 107A dient als Anschlußklemme für dieee beiden Stempel. Die äußeren Enden der Kupierstempel 101 und 103 verlaufen durch die andere Wärmesenke 108. Ein aus dieser herausragender Arm 108 dient als Anschlußklemme für diese beiden Kupferstempel.The assembly and for mechanically securing the entire assembly contain two hollow heat pockets 107 and 108 an electrically conductive material, preferably copper. The outer ends of the copper stamps 100 and 102 extend through the heat sink 107 · Sin from this more outstanding Arm 107A serves as a connection terminal for the two stamps. The outer ends of the cropping punches 101 and 103 extend through the other heat sink 108. An arm 108 protruding from this serves as a connection terminal for these two Copper stamp.

Zum Herstellen eines Wechselstromschalters sind die beiden Halbleiterbauelemente 11 gemäß der Pig. 7A invers gepolt, indem die Anschlußklemme 107A über den Kupferstempel 100 mit der Anode 13 des ersten Halbleiterbauelementes und über den Kupferstempel 102 mit der Katode 14 des anderen Halbleiterbauelementes und die Anschlußklemme 108a über den Kupferstempel 101 alt der Katode 14 des ersten Halbleiterbauelementes und über den Kupferstempel 103 mit der Anode 13 des anderen Halbleiterbauelementes verbunden ist. Damit zwischen den entsprechenden Kupferstempein und den invers gepolten Halbleiterbauelementen 11 ein guter elektrischer und thermischer Kontakt besteht, sind die einander zugewandten Enden der Kupferstempel 100 und 101 in derselben Weise wie die einander zugewandten Enden der Kupferstempel 20 und 21 im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 ausgebildet, während das innere Ende dee Kupferstempels 102 genau wie das des Kupferstempels 101 und das innere Ende des Kupferstempels 103 genau wie das des Kupferstempels 100 ausgebildet ist. Die koaxialen Anschlüsse 58 für die Steuerleitungen zu den Steuerelektroden 16 der Halbleiterbauelemente 11 sind auf Isolierplatten 109 befestigt, die in UbtreinstimiDung mit der Pig. 9 an den Wärmesenken 107 und 108 befestigt sind.To produce an AC switch, the two semiconductor components 11 are according to Pig. 7A polarized inversely, by connecting terminal 107A over copper stamp 100 to anode 13 of the first semiconductor component and over the copper stamp 102 with the cathode 14 of the other semiconductor component and the connection terminal 108a via the Copper stamp 101 old of the cathode 14 of the first semiconductor component and via the copper stamp 103 to the anode 13 of the other semiconductor component is connected. In order to between the corresponding copper stamps and the inverse poled semiconductor components 11 there is good electrical and thermal contact, are those facing each other Ends of the copper dies 100 and 101 in the same way as the facing ends of the copper dies 20 and 21 formed in the embodiment according to FIG. 2, while the inner end of the copper stamp 102 as well as that of the copper stamp 101 and the inner end of the copper stamp 103 is designed exactly like that of the copper stamp 100. The coaxial connections 58 for the control lines to the control electrodes 16 of the semiconductor components 11 are attached to insulating plates 109, which are shown in FIG Getting in tune with the pig. 9 on the heat sinks 107 and 108 are attached.

10Ϊ803/048210Ϊ803 / 0482

Um einen möglichst hohen Strom durch den Wechselstromschalter ZiU erhalten, wird die Wärme dadurch von den Kupferatenpeln 100 bis 103 und damit von den Halbleiterbauelementen 11 abgeleitet, daß man durch die beiden hohlen Wärmesenken 107 und 108 Wasser strömen läßt. Jede Wärmesenke enthält eine Einlaßöffnung 110 für Kühlwasser, eine spiralförmige Leitung 111, die einen der Kupferstempel zweimal umschlingt, eine Leitung 112 zu einer weiteren spiralförmigen Leitung, die den anderen, in der gleichen Wärmesenke befindlichen Kupferetesipel zweimal umschlingt und eine Auslaßöffnung 113. Wie aus der Fig. 8 hervorgeht, enthält die spiralförmige Leitung 111 vorzugsweise zwei ringförmige Nuten, die in verschiedenen Höhen im Mantel des KupferstempelB ausgebildet sind, eine Öffnung zum vertikalen Verbinden zwischen den beiden Nuten und zwei Stöpsel 114, mit denen die Nuten jeweils auf entgegengesetzten Seiten dieser Öffnung verschlossen werden. Der Durchmesser jedes Kupferstenpels nimmt mit zunehmendem axialen Abstand vom Halbleiterbauelement 11 fortschreitend ab, damit dem Kühlwasser im heißeren Bereich der Stempel eine größere Oberfläche ausgesetzt let.-To get the highest possible current through the AC switch ZiU received, the heat is thereby from the copper pelvis 100 to 103 and thus derived from the semiconductor components 11 that one passes through the two hollow heat sinks 107 and 108 lets water flow. Each heat sink includes an inlet port 110 for cooling water, a spiral shape Line 111, which wraps around one of the copper stamps twice, a line 112 to another spiral-shaped Line that wraps around the other Kupferetesipel in the same heat sink twice and an outlet opening 113. As can be seen from Figure 8, the spiral conduit 111 preferably includes two annular ones Grooves formed at different heights in the shell of the copper punch B, an opening for vertical connection between the two grooves and two plugs 114, with which the grooves are each on opposite sides this opening are closed. The diameter of each copper stump increases with increasing axial distance from Semiconductor component 11 progressively so that the cooling water in the hotter area of the stamp has a larger surface exposed let.-

Zur Ableitung der Wärme von den Kupferstempein können auch andere Einrichtungen verwendet werden. In Bedarfsfall können die Kupferstempel beispielsweise kurze Stutzen sein, die aus massiven, wassergekühlten Wärmesenken herausragen, die selbst zwischen diesen Stempeln und den Tellerfedern eingespannt sind.To dissipate the heat from the copper stamps you can also other facilities are used. If necessary, you can the copper stamps, for example, are short nozzles that protrude from massive, water-cooled heat sinks, which are themselves clamped between these punches and the disc springs.

Die Vielseitigkeit der beschriebenen Anordnungen wird noch deutlicher, wenn man an Hand der Pig. 10a-10e verschiedene Kombinationsmöglichkeiten betrachtet.The versatility of the arrangements described becomes even more apparent when one looks at the Pig. 10a-10e different Combination options considered.

109808/048?109808/048?

Xn der flg. 10« sind ein Thyristor 11 und eine fittokkopplungediode 71 invere-paralltl «wischen swel Aneehlußkleasjen 115 und 116 gescheitet. Bei einer derartigen Anordnung ist der Thyristor 11 unter Brück zwischen zwei Aufeinander auegerichteten Kupfereteapeln 117 und 116 angeordnet, wobei βeine Anode alt dea Kupfersteapel 117 und seine Katode alt dea Kupferstenpel 118 in Berührung steht· Sie Diode 71 ist dagegen unter Druck zwieohen zwei aufeinander ausgerichteten Kupferstsapeln 119 und 120 angeordnet, wobei Ihre Katode alt dea Kupfersteapel 119 und Ihre Anode alt dea Kupfersteapel 120 in Berührung steht· Die Anechlußkleaae 115 ist dabei an den Kupferstsapein 117 und 119 und die AnsohluBkleaae 116 an den Kupfersteapeln 118 und 120 befestigt· In Übereinstlaaung alt der Fig. 10a ist parallel zu den beiden Sätetη von Kupfereteapeln 117*116 und 119t120 «In weiterer Sate von aufeinander ausgerichteten Druckkörpern 121 und 122 angeordnet, zwischen denen ein starres Abstandsstück 30 eingespannt ist« Die drei Sätεβ werden ait Hilfe einee In der Mitte angeordneten, auf Zug beanspruchten Bauteile, alt dessen Enden sie aeehanisch verbunden sind« In axialer Richtung cusaaaengedrüokt· Der auf 2ug beanspruchte Bauteil ist In diessr eoheaatisohen Dareteilung, in der sowohl elektrische als auch aeohanieche Einzelheiten dargestellt sind, nicht geselgt.A thyristor 11 and a fittokkopplungediode 71 are inverted in parallel between each other 115 and 116 failed. In such an arrangement, the thyristor 11 is arranged under a bridge between two copper teapples 117 and 116 arranged on top of one another, with One anode old from Kupfersteapel 117 and its cathode old dea Kupferstenpel 118 is in contact · You diode 71 is, however, arranged under pressure between two copper stacks 119 and 120 aligned with one another, wherein Your cathode old dea Kupfersteapel 119 and your anode old dea Kupfersteapel 120 is in contact · The Anechlußkleaae 115 is at the Kupferstsapein 117 and 119 and the AnsohluBkleaae 116 at the Kupfersteapeln 118 and 120 attached · In accordance with old Fig. 10a parallel to the two Sätetη von Kupfereteapeln 117 * 116 and 119t120 «In a further set of aligned pressure bodies 121 and 122, between which a rigid spacer 30 is clamped «Die drei Sätεβ are arranged with the help of a train in the middle stressed components, the ends of which they are aeehanically connected «In the axial direction cusaaaengedrüokt · The The component stressed to 2ug is also equal to this Presentation division in which both electrical and aeohanieche Details are shown, not Geselgt.

Bei einer Abwandlung des AuefUhrungsbeispiele naoh der Fig. 10a könnten die beiden Kupfersteapel 119 und 120 einea aua drei oder aehreren, aufeinander ausgerichteten Kupfereteopelii beetehenden Satz angehören, in dea swei in Serie liegende Rückkopplungedioden 71 angeordnet eind, wobei an den aittleren Kupfersteapel dieeee Satzee eine AnechluBkleaae angebracht sein könnte, daait die Verbindungsstelle zwlechen den beiden Dioden an eine äußere elek-With a modification of the execution example near the 10a could show the two copper stacks 119 and 120 one aua three or more, aligned with one another Kupfereteopelii belong to the set, in dea swei in Feedback diodes 71 lying in series are arranged, with one set at the middle copper stack AnechluBkleaae could be attached so that the connection point between the two diodes to an external electrical

109808/0482109808/0482

triacbe Schaltungsanordnung anaohlieflbar ist.triacbe circuit arrangement is anaohlieflbar.

In dem Ausführungsbeispiel nach der fig. 10b sind drei voneinander getrennte Halbleiterbauelenente 11 zwischen den einander zugewandten Enden von in Achsrichtung iusamraengedrückten Kupierstenpeln 123,124 angeordnet ι die zu einen von drei parallelen Säteen gehären, Daher liegen alle Halbleiterbauelenente elektrisch parallel awiaohen zwei Anschlußklemmen 125 bzw. 126, die mit den ersten Stempeln 123 bzw· nit den zweiten Stenpeln 124 jede* 8atzea verbunden sind. Bieae für hohe Ströae geeignete Anordnung kann koaxial gemacht werden, inden nan den (nioht gaselgten) auf Zug beanspruchten Bauteil ale Teil de? elektrischen Zuleitungen verwendet. Zu dleaen Zweck könnte dieter Sauteil aua einen geeigneten, elektriaeh leitenden Material bestehen. In der Verbindung »wischen »einen unteren ludβ und den Kupferstenpeln 24 würde dann keine elektrische Isolierung vorgesehen sein, wie es beispielsweise in den Ausführungabeiapielen der Fig. 7-9 der ?all lrfc. Sa« obere Ende des auf Zug beanspruchten Bauteils dient dann als Ansohlußklenne 126·In the embodiment according to fig. 10b are three semiconductor components 11 separated from one another are arranged between the mutually facing ends of coupling pins 123, 124 which are pressed in the axial direction belong to one of three parallel seeds, hence lie all semiconductor components electrically in parallel with two connecting terminals 125 and 126, which are connected to the first Stamp 123 or with the second stamp 124 every * 8atzea are connected. Arrangement suitable for high currents can be made coaxial, inden the (non-gas-loaded) tensile stressed component as a part of the? electrical Leads used. For this purpose, the sawn part could also be a suitable, electrically conductive material exist. In the connection "wipe" a lower ludβ and the copper stems 24 would then no electrical insulation be provided, as is for example in the Implementation examples of FIGS. 7-9 of the? All lrfc. Sa «upper The end of the component subjected to tensile stress then serves as a connecting terminal 126

Die Anordnung nach der fig. 1Oo ist wie die nach der Yig. 7a ein Weohselstronaohalter, der Jedoch gleichzeitig nit einer Steuerschaltung für die beiden Thyristoren 11 ausgerüstet ist· Die Steuerschaltung ist in einen Gehäuse untergebracht, welches anstelle eines Distanzstückes 30 zwischen den einander zugewandten Enden eines Satses von axial ausgerichteten Stenpeln 128 und 129 angeordnet ist. Die Stempel 128 bzw* 129 sind dabei an diejenigen Anschlußklemmen 130 bzw. 131 angeschlossen, zwisohen die die beiden Thyristoren invers-parallel geschaltet sind, so daß diese Stempel den zugehörigen Thyristoren als Bezugspunkte fürThe arrangement according to fig. 1Oo is like the one after the yig. 7a a Weohselstronaohalter, but at the same time nit a control circuit for the two thyristors 11 is equipped · The control circuit is in a housing housed, which instead of a spacer 30 between the facing ends of a sat of axially aligned stems 128 and 129 is arranged. The stamps 128 and 129 are connected to those terminals 130 and 131, between the two Thyristors are connected inversely in parallel, so that these Stamp the associated thyristors as reference points for

109808/0A82109808 / 0A82

die Steuersignale dienen können. Dabei kann weiterhin die Pötentialdifferens »wieeben den beiden Stempeln 128 und 129, dit dann beetent, wann keiner de; Thyristoren leitend ist, ala Speisespannung für die Steueraebaltung verwendet werden. Sie Steuerschaltung let über Steuerleitungen 132 und 133 alt den Steuerelektroden der entsprechenden Thyristoren 11 verbunden. Der Betrieb der Steuerschaltung kann Kittels geeignet angekoppelter einrichtungen geeteuert oder überwacht werden·the control signals can serve. The Potential difference ”as just the two stamps 128 and 129, dit then beetent when no one de; Conductive thyristors is used ala supply voltage for the control system will. You let control circuitry via control lines 132 and 133 are connected to the control electrodes of the respective thyristors 11. The operation of the control circuit can Kittels suitably coupled facilities or controlled be monitored·

In der fig. 1Od let eine Anordnung gegeigt, in der sechs Halbleiterbauelemente 71 zu einen Dreiphaaen-Gleichrichter verbunden sind, Dieee Anordnung enthält drei parallele Sät«β aua je drei axial aufeinander ausgerichteten SteepβIn 134*135 und 136, zwischen deren einander zugewandten Enden die Halbleiterbauelemente 71 eingespannt sind. Die Anechlußelemente enthalten eine Anschlußklee»β 137a für Gleichstroa, die alt dem eraten Steapel 134 jedes Sat«es und daher »it den Katoden der drei Halbleiterbauelemente 71 verbunden ist, eine «weite Anschlufikleeee 137b für Gleichstrom, die alt den dritten Stevpeln 136 jedes Satzes und dealt ait de» Anoden der anderen drei Halbleiterbauelemente 71 verbunden let, sowie je eine Ansohlußklemme 138a, 138b,138o für Wechselstrom, die jeweils mit einem mittleren Stempel 135 jedea fiatzee verbunden ist.In fig. 1Od let an arrangement fiddled in the six Semiconductor components 71 are connected to form a three-phase rectifier, the arrangement contains three parallel Sows three axially aligned steepnesses 134 * 135 and 136, between their facing ends the semiconductor components 71 are clamped. The connecting elements contain a connecting clover "β 137a for Gleichstroa, the old staple 134 of each satellite" es and therefore it is the cathodes of the three semiconductor components 71 is connected, a "wide connection clover 137b for direct current, which old the third Stevpeln 136 of each movement and dealt with the anodes of the other three semiconductor components 71 connected, as well as one connection terminal 138a each, 138b, 138o for alternating current, each connected to a central punch 135 of each fiatzee.

Hn Dreiphasen-Brüekengleiohriohter kann nach Art der fig« 10a susaamengesetst werden. Diese Anordnung nach der flg. 1Oe enthält zwei beabstandete, axial aufeinander ausgerichtete Kupferstempel 141 und 142, zwischen denen weitere auf sie ausgerichtete Kupferetempel 143,144,145, 146 und 147 angeordnet sind. Jeweils zwischen zwei zuean-Hn three-phase bridging device can be made according to the type of fig «10a seeds are set. This arrangement according to the flg. 10e contains two spaced, axially one on top of the other aligned copper stamps 141 and 142, between which further copper stamps 143,144,145, 146 and 147 are arranged. Between two

109808/0482109808/0482

- 39 - - 39 -

■angehörenden Kupferateapela aind Halbleiterbauelement· 71 angeordnet. Dea Sate iron Kupferateapeln 141-147 liegen zwei entapreohende SätEe von aufeinander auegeriohteten Stahleteapeln parallel, die durch eine Yleleahl von iaolierenden DistanzetÜcken 3o verbunden sind. All« Stempel werden Bit Hilfe einea (nicht gezeigten) In dar Mitte angeordneten, langen Verbindungeboleene in axialer ftichtung auaaaaengedrückt. Die Aneohlußelementβ für dleae Anordnung enthalten eine Anschlußklemme 146a für GIelohetrom, die ait dea eraten und fünften4Kupfereteapel 141 und 146 und daher alt den Katoden dreier Halbleiterbauelemente 71 verbunden 1st, eine «weite Anachlufikleaae 146b für Ölelohetrom, die alt dea dritten und aiebtan Kupferataapel 144 und und daher mit den Anoden der anderen drei Halbleiterbauelemente 71 verbunden tat, aοwie drei weitere Anaohlulkleaaen 149a,149b und 149c für Weoheelatroa, die alt dea Eweiten, vierten und aeeheten Kupiereteapel 143ι145 und 147 verbunden aind·■ associated copper ateapela aind semiconductor component · 71 arranged. Dea Sate iron copper ateapels 141-147 are two parallel sets of steel teapples attached to one another, which are connected by a row of spaced apart pieces 3o. All the stamps are pressed with the help of a (not shown) in the middle arranged, long connecting pins in the axial direction. The Aneohlußelementβ for the arrangement contain a connection terminal 146a for GIelohetrom, the ait dea eraten and fifth 4 Kupfereteapel 141 and 146 and therefore old is connected to the cathodes of three semiconductor components 71, a «wide Anachlufikleaae 146b for Ölelohetrom, the old third dea and aoben Kupferataapel 144 and and therefore connected to the anodes of the other three semiconductor components 71, aοwie three more Anaohlulkleaaen 149a, 149b and 149c for Weoheelatroa, the old dea expanses, fourth and aeeheten Kupiereteapel 143ι145 and 147 connected

Außer den hler beaehrlebenen Auaftthrungaforaen gibt ea noch viele andere KoabinatlbnaaBgllohkelten« Beiaplelaweiae können ewei Kupferateapel und ein Stehleteapel tu eine« 8ats von aufeinander auegeriehteten Metalleteapeln koabiniert werden, wobei ewieohen den beiden Kupferateapalm »In Halbleiterbauelement und «wieoben dem ßtahlateapel «md dem angreneenden Kupferataapel tin Diatantitttok angeordnet iat und dieser angrenzende Kupferataapel geeignete Anechlufieleaente aufweiet.In addition to the higher level information forums, there is also a many other KoabinatlbnaaBgllohkelten «Beiaplelaweiae can a copper ateapple and a stealing teapole do a « 8ats can be combined with metal tea stacks lined up on top of one another, with the two copper stacks »In Semiconductor component and "as above the Stahlateapel" and the Adjacent copper sheets arranged in a diet tray iat and this adjoining Kupferataapel has suitable Anechlufieleaente.

109808/0482109808/0482

Claims (1)

FatentaneprUoheFatentaneprUohe 1. Halbleitergleichrichteranordnung »it zwei oder mehreren, in einen verachloeaenen Gehäuse untergebrachten Halbleitergleichriohtern, die Bwei Hauptelektroden aufweisen, g β k e η η ζ ei chnet durch drei oder mehr parallele Sätze aus mindestens je zwei axial aufeinander ausgerichteten Metallstempeln (20,21 bzw. 26,27 bzw. 28,29), zwischen deren einander zugewandten, senkrecht zur gemeinsamen Achse des jeweiligen Satzes liegenden Endflächen (22,23 bzw. 32,33) je ein Halbleitergleichrichter (11) eingespannt ist, wobei die Endflächen jeweils an Kontaktflächen anliegen, die an den Außenseiten der einen Seil des Gehäuses bildenden Hauptelektroden (13,14) ausgebildet sind, parallel zu den Endflächen (22,23 bzw. 32,33) liegen und nit diesen einen groiflächigen Kontakt bilden, und durch eine Einspannvorrichtung zu« übertragen «inet Axialdrucke auf die Metallsteepel, die einen auf Zug beanspruchten Bauteil (34) enthält, der in der Mitte zwischen den Sätzen von Metallsteapeln und parallel zu diesen angeordnet ist und dessen beide Enden alt den zugehörigen Metallsteepeln jedes Satzes mechanisch verbunden sind·1. Semiconductor rectifier arrangement »it two or more, Semiconductor rectifiers housed in a verachloeaenen housing, which have two main electrodes, g β k e η η ζ ei chnet by three or more parallel sets of at least two axially on top of each other aligned metal punches (20,21 or 26,27 or 28,29), between their facing end surfaces lying perpendicular to the common axis of the respective set (22,23 or 32,33) one semiconductor rectifier each (11) is clamped, the end faces each resting on contact surfaces on the outer sides of the one rope of the housing forming main electrodes (13, 14) are parallel to the end faces (22, 23 and 32, 33) and not form a large-area contact with them, and by means of a clamping device to «transmit» inet axial pressures to the metal stile, which contains a tensile component (34) located in the middle between the Sets of metal stacks and is arranged parallel to them and both ends of which are mechanically connected to the associated metal stacks of each set 2· Halbleitergleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf Zug beanspruchte Bauteil (34) ein Verbindungsbolzen (34) ist, der zwischen dessen beiden finden und den zugehörigen Enden der Metallsteapel je eine Einrichtung (35,37) eua übertragen des Axlaldruoks auf die Metallsteapel vorgesehen ist, und dal wenigstens die eine der beiden Einrichtungen einen Isolierkörper (41) enthält, alt des Kurzschlüsse zwischen den beiden Stempeln (20,21) jedes Satzes über den Verbindungsbolzen (34) vermieden werden.2 · Semiconductor rectifier arrangement according to Claim 1, characterized in that the on Tensile stressed component (34) is a connecting bolt (34) that can be found between its two and the associated ends the metal stack each one device (35,37) eua transferred of the Axlaldruoks is provided on the metal stack, and that at least one of the two devices contains an insulating body (41), old of the short circuits between the two punches (20,21) of each set over the connecting bolt (34) can be avoided. 109808/0482109808/0482 3. Halbleitergleichrichteranordnung nach Anspruch 2, daduroh gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Übertragen dea Axialdrucke eine Tellerfeder (37) aufweisen, deren Krone (38) jeweils «it den einen Ende des Verbindungsbolzene verbunden iat und deren Rand (39) die Achsen aller Sätze au« Met allst eiupeln schneidet.3. Semiconductor rectifier arrangement according to claim 2, daduroh characterized in that the devices for transmitting dea axial pressures have a disc spring (37), the crown (38) of which each «it the one end of the connecting bolt is connected and the edge (39) of which intersects the axes of all sets of metal. 4· Halbleitergleichrichteranordnung nach Anspruoh 1, daduroh gekennzeichnet, daß zum Anschließen der verschiedenen Halbleiterbauelemente in A Parallelschaltung an eine äußere, elektrische Schaltungsanordnung die Metallst eiBpel (20,21) alt Anschluß element en ausgerüstet sind, die eine erste, «it de« einen Steapel jedes Satzes verbundene Ansohlußkle»»e (46) und eine zweite, ait dem anderen Steapel jedes Satzes verbundene Anschlußklemme (47) enthalten.4 · semiconductor rectifier arrangement according Anspruoh 1, daduroh in that for connection of the various semiconductor components in A parallel connection to an external electrical circuit arrangement, the Metallst eiBpel (20,21) old connection element s are equipped, a first, "it de" a Steapel each set of connecting terminals (46) connected to it and a second connecting terminal (47) connected to the other stack of each set. 5. Halbleitergleiohriohteranordnung nach Anspruch 4f dadurch gekennzeichnet, daß zwei Halbleitergleichrichter (11) vorgesehen sind, wobei die Katode des einen und die Anode des anderen «it der ersten Ansohlußklemae (107a) und die Anode des einen und die Katode des anderen «it der zweiten Ansohluekle»«e (108a) verbunden sind (Pig, 7a).5. A semiconductor device according to claim 4 f, characterized in that two semiconductor rectifiers (11) are provided, the cathode of one and the anode of the other «it of the first Ansohlußklemae (107a) and the anode of one and the cathode of the other« it the second Ansohluekle "" e (108a) are connected (Pig, 7a). 6. Halbleitergleichrichteranordnung nach Anspruoh 1, daduroh gekennzeichnet, daß die Ansohlußklennen (46,47) derart ausgebildet sind, dafl sie gleichzeitig aur meohanisehen Befestigung der Anordnung verwendbar sind.6. Semiconductor rectifier arrangement according to Claim 1, daduroh marked that the Ansohlußklennen (46,47) are designed such that they at the same time a mechanical fastening of the arrangement are usable. 108808/0482108808/0482 7. Halbleitergleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennieiohnet, daß zwiaohen den einander zugewandten Enden der Stempel mindestens eines Satιta ein Distanzsttick (30) aus einen elektrisch isolierenden Material angeordnet ist,7. Semiconductor rectifier arrangement according to claim 1, characterized in that A spacer (30) made of an electrically insulating material is arranged between the mutually facing ends of the stamps of at least one Satιta, 8. Halbleitergleiohriehteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Stempel (20,21), zwischen denen ein Halbleiterbauelement (11) eingespannt iat, zur verbesserten Kühlung derselben mit je einer Gruppe (50,51) von Wärmeabieiteinrichtungen ausgerüstet sind.8. Semiconductor linear assembly according to claim 1, characterized in that those stamps (20, 21) between which a semiconductor component (11) is clamped for improved cooling these are each equipped with a group (50, 51) of heat dissipation devices. 9« Halbleitergleiohrichteranordnung naoh Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß der auf Zug beanspruchte Sauteil aus einem elektrisch leitenden Material besteht, und «it je eines Stempel jedes Sattes elektrisch verbunden ist, und daß die Ansohlußeleaente dieses eine Ende des auf Zug beanspruchten Bauteils und einen elektrischen Leiter enthalten, der mit den zweiten Stempeln jedes Satses verbunden ist·9 «semiconductor converter arrangement according to claim 1, This is characterized by the fact that the part that is subjected to tensile stress consists of an electrically conductive material, and each has a stamp Sattes is electrically connected, and that the Ansohlusseleaente this one end of the component subject to tension and contain an electrical conductor connected to the second stamps of each seat 10· Halbltitergleichriohttranordnung naoh Anspruch 1, daduroh gtkennieiohnet, daß mindesten· einer dtr Halbleitergleichrichter ein thyristor ist, an dessen Steuerelektrode eint Steuerschaltung (127) angtschlotitn ist, wtloht sioh in sine« Oehäus· befindet, da« iwiechtη den tinandtr suftwandten Enden der beiden Sttmpel (128,129) tines vorgewählten Satzes angeordnet 1st 10o).10 half-liter straight-line arrangement according to claim 1, daduroh gtkennieiohnet that at least one semiconductor rectifier is a thyristor, on whose control electrode there is a control circuit (127) angtschlotitn is, wtloht sioh in its "Oehäus" is, because the tiniest ends of the two are turned Sttmpel (128,129) tines selected set is arranged 10o). 1Q9808/G4821Q9808 / G482 11. Halbleitergleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dal jeder Sate von Metallsteapeln drei axial aufeinander ausgerichtete Metallsteapel enthält, wobei die einander zugewandten Enden des ersten und zweiten bzw. des zweiten und dritten Steapele Endflächen aufweisen» die parallel sueinander und senkrecht zur geneinsaaen Achse dieses Satzes angeordnet sind» und daß zwischen den Endflächen des ersten und zweiten bzw.11. Semiconductor rectifier arrangement according to claim 1, characterized by dal everyone Sate of metal stacks three axially aligned Contains metal stack, with the ends facing each other of the first and second or the second and third stacks End faces have »which are parallel to one another and perpendicular are arranged to the common axis of this set »and that between the end faces of the first and second or des zweiten und dritten Metallsteapels Mindestens einee Satzes Halbleiterbauelemente (11) angeordnet sind« die fflittele der auf den ersten und dritten Metallstespel aller Sätze einwirkenden Einspannvorrichtung unter Druck eingespannt sind (Fig. 4,4a)·of the second and third metal stacks At least one Set of semiconductor components (11) are arranged on the middle of the first and third metal sticks of all Sets acting jig are clamped under pressure (Fig. 4,4a) 12. Halbleitergleiohriehteranordnung naoh Anspruch 11» dadurch gekenneeichnet, daß12. Semiconductor linear assembly according to claim 11 » marked by the fact that jeder der drei Mttallifceipel (20,61,21) des swei Halbleiterbauelemente einspannenden Satses ■it einer Tielsahl von beabetandeten Kühlrippen (510,64,51) Ausgerüstet ist.each of the three Mttallifceipel (20,61,21) of the two semiconductor components clamping Satses ■ it a Tielsahl of spaced cooling fins (510,64,51) is equipped. 13« Halbleiterglelchrithteranordnung naeh Anspruch 11, gekennzeichnet d u r ο h drei parallele ■ Sätze aus je drei axial zueinander ausgerichteten Metallsteapeln (134,135,196)» zwischen denen insgesamt sech· Halbleiterbauelemente (71) eingespannt eind^und durch drei Anschlufiklewien (137a,b|138 a,b,o), von denen die eine mit den ersten, die zweite Hit den zweiten und die dritte jeweils ait den dritten Netallstenpeln jedes Satzes verbunden ist.13 «semiconductor device according to claim 11, characterized by three parallel sets of three axially aligned metal stacks (134, 135, 196) between which a total of six semiconductor components (71) are clamped and by three Connufiklewien (137a, b | 138 a, b, o), one of which with the first, the second hit the second and the third each connected to the third netall string of each set. Öl\.J L/t Oil \ .JL / t 109808/0482109808/0482 ifif J - ^0 J - ^ 0 14. Halbleitergleichrichteranordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch drei parallele Sätze aus Metallstempeln, von denen mindestens einer aus drei Metallstempeln besteht, zwischen denen insgesamt zwei Halbleiterbauelemente eingespannt sind, während die restlichen Sätze aus je zwei Metallstempeln bestehen, zwischen denen je ein Distanzstück (30) aus einem elektrisch isolierenden Material eingespannt ist.14. Semiconductor rectifier arrangement according to claim 1, characterized by three parallel Sets of metal stamps, at least one of which consists of three metal stamps with a total of two between them Semiconductor components are clamped, while the remaining sets each consist of two metal stamps, between each of which a spacer (30) made of an electrically insulating material is clamped. 15. Halbleitergleichrichteranordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Anschlußklemme mit den oberen bzw. unteren Stempeln aller Sätze und eine dritte Anschlußklemme mit dem mittleren Stempel des aus drei Stempeln bestehenden Satzes verbunden sind.15. Semiconductor rectifier arrangement according to claim 14, characterized in that One connector each with the upper and lower stamps of all sets and a third connector with the middle one Stamp of the set consisting of three stamps are connected. 16. Halbleitergleichrichteranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2-15» dadurch gekennzeichnet , daß dae eine Ende des ersten Stempels jedes Satzes mit einer Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material (41) bedeckt ist, die mit einer ebenen, harten Metallkappe (45) bedeckt ist, gegen die der Rand (39) der Tellerfeder (37) drückt.16. Semiconductor rectifier arrangement according to one or more of claims 2-15 »characterized that the one end of the first punch of each set with a layer of an electrically insulating Material (41) is covered, which is covered with a flat, hard metal cap (45) against which the edge (39) of the disc spring (37) presses. 17· Halbleitergleichrichteranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen den beiden Gruppen (50,51) aus als Kühlrippen ausgebildeten Wärmeablelteinrichtungen eine Prallwand (56) aus Isoliermaterial vorgesehen ist, die eine Luftströmung in einem zwischen diesen beiden Gruppen liegenden, aber nicht unmittelbar an diese Gruppen angrenzenden Raun, in dem das Halbleiterbauelement angeordnet ist, verhindert.17 · Semiconductor rectifier arrangement according to one or more of Claims 1-16, characterized that between the two groups (50, 51) formed as cooling fins heat shielding devices a baffle (56) of insulating material is provided which allows air to flow in between these two groups lying, but not directly adjoining these groups, space in which the semiconductor component is arranged is prevented. 109808/0482109808/0482 18. Halbleitergleichrichteranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-17, dadurch gekennzeichnet , daß parallel zu mindestens einem Satz aus zwei oder mehreren, aufeinander ausgerichteten Metallstempeln, zwischen denen ein oder mehrere Halbleiterbau- X elemente eingespannt sind, mindestens ein Satz von mehr als \ zwei aufeinander ausgerichteten Metallstempeln angeordnet ^ ist, die durch je ein Distanzstüok (30) aus einem elektrisch isolierenden Material auf Abstand gehalten und durch die ' Einspannvorrichtung einem Axialdruck ausgesetzt sind \ 18. Semiconductor rectifier arrangement according to one or more of claims 1-17, characterized in that at least one set of more than \ ^ is arranged two aligned metal stamps, which are held by a respective Distanzstüok (30) of an electrically insulating material spacing and exposed by the 'clamping a thrust \ (Pig. 1Oe). i(Pig. 10e). i 19. Halbleitergleichrichteranordnung nach einem oder19. Semiconductor rectifier arrangement according to one or mehreren der Ansprüohe 1-18, dadurch gekenn- ^ zeichnet , daß die Gruppen (50,51) von Wärmeableiteinrichtungen aus einer Vielzahl von beabstandeten Kühlrippen : bestehen.several of the claims 1-18, thereby marked ^ shows that the groups (50,51) of heat dissipation devices consist of a large number of spaced apart cooling fins: exist. 20. Halbleitergleichrichteranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-19, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Gehäuse der eingespannten Halbleiterbauelemente und den einspannenden Metallstempeln ein Körper (53) aus einem nachgiebigen Material angeordnet ist, durch den die mechanische Stabilität des / Gehäuses trotz der Druckeinwirkung auf die Hauptelektroden ' (13,14) gteichert ist.20. Semiconductor rectifier arrangement according to one or more of claims 1-19, characterized that between the housing of the clamped semiconductor components and the clamping metal stamps a body (53) made of a flexible material is arranged, through which the mechanical stability of the / Housing despite the pressure on the main electrodes' (13,14) is secured. 109806/0482109806/0482 LeerseiteBlank page
DE19671589847 1966-09-02 1967-09-01 SEMI-CONDUCTOR RECTIFIER ARRANGEMENT Pending DE1589847B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US57703466A 1966-09-02 1966-09-02
US76860568A 1968-09-25 1968-09-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE1589847A1 true DE1589847A1 (en) 1971-02-18
DE1589847B2 DE1589847B2 (en) 1972-07-20

Family

ID=27077139

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19671589847 Pending DE1589847B2 (en) 1966-09-02 1967-09-01 SEMI-CONDUCTOR RECTIFIER ARRANGEMENT
DE6609863U Expired DE6609863U (en) 1966-09-02 1967-09-01 SEMI-CONDUCTOR RECTIFIER ARRANGEMENT.

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE6609863U Expired DE6609863U (en) 1966-09-02 1967-09-01 SEMI-CONDUCTOR RECTIFIER ARRANGEMENT.

Country Status (4)

Country Link
US (1) US3471757A (en)
DE (2) DE1589847B2 (en)
GB (1) GB1191887A (en)
SE (1) SE337432B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4672422A (en) * 1981-10-31 1987-06-09 Semikron Gesellschaft Fur Gleichrichterbau Und Elektronik M.B.H. Semiconductor rectifier unit

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3581160A (en) * 1968-12-23 1971-05-25 Gen Electric Semiconductor rectifier assembly having high explosion rating
US3573569A (en) * 1969-08-12 1971-04-06 Gen Motors Corp Controlled rectifier mounting assembly
US3661013A (en) * 1969-12-23 1972-05-09 Electric Regulator Corp Semiconductor assembly
US3626271A (en) 1969-12-29 1971-12-07 Gen Electric Hvdc matrix design
US3763402A (en) * 1970-11-09 1973-10-02 Gen Electric Fluid cooled rectifier holding assembly
US3715632A (en) * 1971-01-08 1973-02-06 Gen Electric Liquid cooled semiconductor device clamping assembly
US3718841A (en) * 1971-07-09 1973-02-27 Gen Electric Modular rectifier holding assembly with heat sink supporting circuit protecting means
US3723836A (en) * 1972-03-15 1973-03-27 Motorola Inc High power semiconductor device included in a standard outline housing
US3936704A (en) * 1974-11-18 1976-02-03 Chrysler Corporation Mounting arrangement for electronic semi-conductor devices
CH601918A5 (en) * 1976-09-29 1978-07-14 Schlatter Ag
US4243894A (en) * 1978-10-02 1981-01-06 Eaton Corporation Solid state motor control universal assembly means and method
FR2451632A1 (en) * 1979-03-12 1980-10-10 Alsthom Atlantique MOUNTING OF FLUGENE COOLED POWER SEMICONDUCTORS
US4313128A (en) * 1979-05-08 1982-01-26 Westinghouse Electric Corp. Compression bonded electronic device comprising a plurality of discrete semiconductor devices
EP0064383A3 (en) * 1981-05-06 1984-06-27 LUCAS INDUSTRIES public limited company A semi-conductor package
JPS589349A (en) * 1981-07-10 1983-01-19 Hitachi Ltd Gto stack
US4583005A (en) * 1984-07-23 1986-04-15 Sundstrand Corporation Solid state switch assembly
GB2189343B (en) * 1986-04-02 1990-11-14 Int Rectifier Co Ltd Semi-conductor modules
US4777560A (en) * 1987-09-02 1988-10-11 Microelectronics And Computer Technology Corporation Gas heat exchanger
US5509465A (en) * 1995-03-10 1996-04-23 Bioli Corporation Heat-dissipating device for a central processing unit chip
USD420335S (en) * 1998-01-16 2000-02-08 Inductotherm Corp. Location device
US7350561B2 (en) * 2006-03-15 2008-04-01 Fu Zhun Precision Industry (Shen Zhen) Co., Ltd. Heat sink with combined fins
US20090103342A1 (en) * 2007-10-17 2009-04-23 Saul Lin Silicon-controlled rectifier with a heat-dissipating structure
US7839642B2 (en) * 2008-04-04 2010-11-23 Liebert Corporation Heat-sink brace for fault-force support

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1862936A (en) * 1930-01-11 1932-06-14 Int Precipitation Co Rectifying apparatus
US2153434A (en) * 1934-11-15 1939-04-04 Mallory & Co Inc P R Rectifier
NL94441C (en) * 1951-09-15
US2803791A (en) * 1952-07-31 1957-08-20 Philips Corp Blocking layer rectifier cells
GB806596A (en) * 1955-04-01 1958-12-31 Gen Electric Co Ltd Improvements in or relating to semi-conductor devices
BE620870A (en) * 1961-08-04 1900-01-01
GB1001269A (en) * 1960-09-30 1900-01-01
BE623873A (en) * 1961-10-24 1900-01-01

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4672422A (en) * 1981-10-31 1987-06-09 Semikron Gesellschaft Fur Gleichrichterbau Und Elektronik M.B.H. Semiconductor rectifier unit

Also Published As

Publication number Publication date
US3471757A (en) 1969-10-07
DE6609863U (en) 1972-10-19
SE337432B (en) 1971-08-09
DE1589847B2 (en) 1972-07-20
GB1191887A (en) 1970-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1589847A1 (en) Semiconductor rectifier arrangement
DE69401137T2 (en) Cooling arrangement for electrical power components
DE1589808C3 (en) Device for material deformation by magnetic forces
DE1963478A1 (en) Semiconductor rectifier arrangement for high peak currents
DE2155649A1 (en) Fluid-cooled printing device
DE1564613B2 (en) DIODE HOLDER WITH TWO PLATE-SHAPED CURRENT LADDERS
DE1925393A1 (en) Semiconductor component with at least two zones of different conductivity that come to the surface and are to be provided with contacts
DE2942409A1 (en) SEMICONDUCTOR COMPONENT WITH SEVERAL SEMICONDUCTOR BODIES
DE2232953A1 (en) DEVICE FOR CLAMPING THYRISTORS
DE2740630C2 (en) High current rectifier arrangement
DE19963883A1 (en) Power semiconductor casing for surface securing enclosing substrate top and bottom faces, with top face carrying power semiconductor chip
WO2018082824A1 (en) Battery comprising a heat dissipation element and connection plate
DE2013684A1 (en) Semiconductor device
DE2536711C3 (en) High voltage rectifier for high voltage cascades
DE60208260T2 (en) Improved busbar with insulated terminals and associated connector guide
DE69509428T2 (en) Structure of a parallel connection for flat semiconductor switches
EP2162912B1 (en) Semi-conductor component having a ring-shaped closed contact
EP2984680A1 (en) Power semiconductor module
DE102014116793B4 (en) Power semiconductor module and method for producing a power semiconductor module
DE1915314A1 (en) Thermoelectric arrangement in the form of a column
DE3232157A1 (en) SEMICONDUCTOR MODULE
DE3311712C2 (en)
DE4210643A1 (en) Cooling appts. with conductive medium for semiconductor devices - has thermally highly conductive insulators between coolant and devices and externally insulated container
AT391775B (en) STACKABLE ARRANGEMENT OF A HOUSELESS POWER SEMICONDUCTOR DISC SUBMERSED IN A COOLING LIQUID
DE3426291A1 (en) Semiconductor device